生物智造：中国上海科学家打一束光，让细菌“打工”画纳米电路

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生物智造：中国上海科学家打一束光，让细菌“打工”画纳米电路

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2018-04-24 20:18:52 字号：A- A A+ 来源：澎湃新闻

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未来你用的手机屏可能是细菌生产的！

“给一束光，细菌就来打工了！”

据澎湃新闻4月24日报道，中国科学家日前用细菌来搬运、排列量子点，解决这一涂层问题。他们用该技术画的电路，制备了叉指电极阵列，并证明其可作为触碰开关使用。

但更大的亮点在于，中国科学家率先开发出光控技术，对上述制造过程实现精细控制，其量子点涂层的最小布阵精度已可达100 μm（微米，一百万分之一米）。

“将该技术应用到芯片设计以及人工光合作用体系上，是我们的长远目标。”4月23日，主导完成这一研究的上海科技大学助理教授、研究员钟超这样告诉记者。

该研究的论文日前发表在国际学术期刊《先进材料》（Advanced Materials）上，并入选当期内封面文章，获其官网重点推荐。

发表在国际学术期刊《先进材料》的内封面：钟超团队利用生物被膜的动态自组装实现了无机纳米物件材料的模板化以及时空可控的自组装，其组装过程具备动态调控，环境自适应和多级复合等特性。

细菌来当搬运工、粉刷匠

量子点被称为“人工原子”，它是纳米级的半导体材料颗粒，目前备受人们关注。它正逐渐被应用于生物医药、光电设备等领域。

含有量子点材料的QLED被认为可能是下一代手机屏幕、电视屏幕，因为成本更低、色彩饱和度更高等特性，将取代iphoneX等新款手机使用的OLED屏。

这些新的手机、太阳能面板的优越性能依赖于均匀的量子点涂层。

但如何将纳米大小的量子点根据设计，均匀地沉积在衬底上，形成涂层？传统的工业制造技术是光刻、磁控溅射、蒸镀等方法。

在钟超团队完成的这一研究中，把细小的量子点刷成涂层的“粉刷匠”、“搬运工”是大肠杆菌。它是人们日常生后中最常遇到的细菌，棒状。它寄居在每个人的肠道里。

但大肠杆菌为什么可以搬运量子点等纳米颗粒，是吃进去吗？

不是。

钟超带领的研究团队通过基因操作，对大肠杆菌分泌的一种蛋白——CsgA进行了修饰，使CsgA蛋白能够识别、结合经过金属配位化学修饰的无机纳米材料“量子点”。

这就建立了大肠杆菌与量子点的联系。当大肠杆菌分泌CsgA蛋白形成生物被膜时，量子点就连在CsgA蛋白上，像一个个葫芦一样，挂在生物被膜这个“毯子”的细丝或藤蔓上，形成涂层。

量子点涂层多层叠合

钟超表示，因为CsgA蛋白首先组成纤维，纤维再排列形成被膜。一个纤维的亚单位——CsgA蛋白——识别一个纳米颗粒。因此，量子点在纤维上排列得非常规则，而非堆在一起。通过显微镜可以看到，量子点涂层非常规整。

随着生物被膜一层层增厚，量子点涂层可以随之叠加。研究人员可以按照时间顺序，定量加入不同的量子点，如红色的CdSeS @ ZnS量子点、绿色的CdZnSeS @ ZnS量子点、蓝色的CdZnS @ ZnS量子点等，以形成不同的涂层，并按照设计“图纸”，叠合在一起。

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标签上海科技创新中国科技科技前沿
- 原标题：生物智造：中国科学家打一束光，让细菌“打工”画纳米电路
- 责任编辑:张珩
- 最后更新: 2018-04-24 20:47:41
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