‘Groene’ technologie
Tegenwoordig moet onze elektronica alsmaar kleiner en kleiner. Hiervoor zijn nanodraden essentieel. Helaas is de huidige manier waarop nanodraden worden gemaakt slecht voor het milieu. Dus bedachten wetenschappers een duurzaam alternatief waarbij ze microben gebruiken als nanodraadfabriekjes. In 2017 las je op de website van Micropia al over de ontwikkeling van groene nanodraden door microben uit de groep van Geobacter-bacteriën . De wetenschappers voorspelden toen al de mogelijke toepassingen van de elektrisch geleidende pili, een soort haartjes, van deze bacteriën voor duurzame elektronica.
Hulptroepen
In nieuw onderzoek gebruikten wetenschappers de pili van Geobacter sulfurreducens voor het produceren van de nanodraden. G. sulfurreducens bleek echter erg kieskeurig en daardoor lastig kweekbaar, waardoor massaproductie van de draden onmogelijk was. Daarom maakten de onderzoekers gebruik van Escherichia coli om het werk van G. sulfurreducens over te nemen. Ze bouwden het ’nanodraadgen’ bij E coli in zodat deze bekende, snel kweekbare bacterie nu ook de nanodraden ging produceren.
Genetisch gevoeliger
Na de genetische modificatie van de E. coli begon deze bacterie kleine nanodraadjes te groeien. De onderzoekers oogstten deze nanodraadjes en bouwden deze in een sensor in. De sensor bleek beter te functioneren dan sensoren met kunstmatige nanodraden. Maar dat is niet het enige. Doordat de onderzoekers ook het gen voor het DLESFL-peptide inbouwden – dat extreem gevoelig is voor ammoniak - werden ook de nanodraden zo’n 100 keer gevoeliger voor deze stof.
Duurzaam diagnosticeren
Niet alleen draagt dit bij aan het verduurzamen van elektronica, het is specifiek goed nieuws voor de medische wereld en met name voor de diagnostiek. Ammoniak is namelijk terug te vinden in de adem van mensen met een nierziekte. Het stellen van diagnoses kan met deze ‘bacteriële sensor’ worden verbeterd. Met dezelfde techniek hopen de onderzoekers duurzamere sensoren te kunnen maken die gevoelig zijn voor allerlei verschillende stoffen en net zo goed of beter zijn dan sensoren met artificiële nanodraden.
Bron:
Yassir Lekbach, Toshiyuki Ueki, Xiaomeng Liu, Trevor Woodard, Jun Yao, Derek R. Lovley. Microbial nanowires with genetically modified peptide ligands to sustainably fabricate electronic sensing devices. Biosensors and Bioelectronics, 2023; 226: 115147 DOI: 10.1016/j.bios.2023.115147