美研製出可監測濕度的微型生物機器人
- 發佈時間：2015-03-31 02:31:00 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京3月30日電 （記者王小龍）“這是一個令人著迷的設備，你可以説它是一個感測器，也可以説它是一個類似于機械戰警般的生物機器人。”美國伊利諾伊大學芝加哥分校的科研人員日前將真菌所産生的孢子與石墨烯量子點結合在了一起，製造出了一種極其微小的生物機器人。該裝置有望用於環境監測、食品安全等領域。相關論文發表在自然出版集團旗下的《科學報告》期刊上。
隨著奈米技術的發展，製造出肉眼不可見的微型機器人已經成為一件可能的事情，將生物體與無生命的機器相結合也成為解決問題的一個備選方案。新研製出的這種裝置主要由孢子和石墨烯量子點組成，研究人員首先從細菌中提取孢子，再將石墨烯量子點放置在孢子的表面，而後在孢子兩側各貼上一個電極。這樣，當孢子周圍的濕度下降時，孢子就會收縮，其中的水分會被壓出。由於孢子縮小後體積變小，兩側的量子點會緊靠在一起，電極的導電性也會立即發生變化，從而達到了監測濕度的目的。研究人員將這個設備稱為“奈米電子機器人設備（NERD）”。
該研究論文第一作者、伊利諾伊大學芝加哥分校副教授維卡斯·貝瑞説：“在濕度發生改變的那一刻，我們就能立即得到一個清晰準確的反饋。這個反應速度比目前最先進的人造吸水聚合物製成的感測器快10倍以上。而且與人造感測器相比，這種生物感測器在極端低壓以及極低濕度下具有更加出色的靈敏度。”
物理學家組織網近日報道稱，目前常見的濕度感測器的靈敏度隨著濕度的增加而逐漸增強，而NERD的靈敏度在低濕度情況下反而更加靈敏。這種感測器能夠適應各種環境，甚至是真空，這在防腐或食品品質監測領域有重要應用前景。對於運作在太空中的設備而言，這些感測器同樣非常重要，因為在這些地方濕度的變化是預示泄漏的一個重要信號。
貝瑞説：“這種感測器具有廣泛的應用前景，此類研究為人們探索生物體與電子及機械設備的結合提供了一個新的角度。”
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