可監測濕度的微型生物機器人靈敏度比傳統設備高10倍

研究人員將真菌孢子與石墨烯量子點結合在一起，制造出了一種極其微小的生物機器人。

　　“這是一個令人著迷的設備，你可以說它是一個傳感器，也可以說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產生的孢子與石墨烯量子點結合在了一起，制造出了一種極其微小的生物機器人。該裝置有望用于環境監測、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。

　　隨著納米技術的發展，制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。新研制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，而后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。由于孢子縮小后體積變小，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“納米電子機器人設備（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·貝瑞說：“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制成的傳感器快10倍以上。而且與人造傳感器相比，這種生物傳感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，目前常見的濕度傳感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。這種傳感器能夠適應各種環境，甚至是真空，這在防腐或食品質量監測領域有重要應用前景。對于運行在太空中的設備而言，這些傳感器同樣非常重要，因為在這些地方濕度的變化是預示泄漏的一個重要信號。

　　貝瑞說：“這種傳感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。”