Запись в журнале Наноисследования, команда в Университете штата Массачусетс Амхерст отчеты на этой неделе, что они разработали биоэлектронных датчиков аммиака газа, которые являются одними из самых сложных когда-либо сделанных.
Этот датчик использует электрический заряд-проводящие нанопроволоки белок, полученный из бактерии Geobacter предоставить биоматериалы для электрических устройств. Более 30 лет назад, старший автор и микробиолог Дерек ловлей обнаружен Geobacter в реки грязи. Микробы растут волосы как нити протеина, которые работают в качестве наноразмерных «провода» для передачи расходы на их питание и пообщаться с другими бактериями.
Первый автор и биомедицинской инженерии аспирант Александр Смит, с его советником июня Яо и прекрасен, говорят, что они разработали этот первый датчик для измерения аммиака, потому что газ-это важно для сельского хозяйства, окружающей среды и биомедицины. Например, у людей, аммиака на дыхание может сигнализировать о болезни, в то время как в птицеводстве, газ должен быть тщательно отслеживаться и контролироваться для здоровья птиц и комфорт и чтобы не кормить диспропорций и потерь производства.
Говорит ЯО, «этот датчик позволяет с высокой точностью зондирования; это гораздо лучше, чем предыдущие электронные датчики.» Смит добавляет: «каждый раз, когда я делаю новый эксперимент, я приятно удивлен. Мы не ожидаем, что они работают так же как и они. Я действительно думаю, что они могли бы иметь реальное положительное влияние на мир».
Смит говорит, что существующие электронные датчики часто имеют ограниченный или низкая чувствительность, и они подвержены помехам от других газов. В дополнение к высокой функциональности и низкой стоимости, добавляет он, «наши датчики являются биоразлагаемыми, поэтому они не производят электронные отходы, и они производятся устойчиво бактериями с использованием возобновляемого сырья без токсичных химических веществ.»
Смит проводил эксперименты за последние 18 месяцев в рамках своей кандидатской работы. Это было известно из предыдущих исследований прекрасен, что проводимость нанопроволоки белка изменяется в ответ на РН — кислоты или базовый уровень — решение вокруг нанопроволоки белка. Это побудило исследователей испытать идею о том, что они могут быть очень чувствительные к молекуле обязательными для биосигналов. «Если вы подвергаете их химической свойства меняться, и вы можете измерить ответа», — отмечает Смит.
Когда он обнажил нанопроволоки для аммиака, «ответ был очень заметным и значимым», — говорит Смит. «Рано, мы обнаружили, мы могли бы настроить датчики таким образом, что показывает этот важный ответ. Они очень чувствительны к аммиаку и гораздо меньше других соединений, поэтому датчики могут быть очень конкретным».
Отличное добавляет, что «очень стабильной» нанопроволоки длиться долгое время, функции датчика последовательно и решительно после месяца использования, и так хорошо работает «замечательно».
Говорит ЯО, «эти нанопроволоки белка всегда удивительно мне. Это новое применение в совершенно другой области, чем мы работали раньше».Ранее команда сообщила, используя нанопроводники протеин для сбора энергии от влажности и применяя их, как мемристоры для биологических вычислений.
Смит, который называет себя «предпринимательского» занял первое место в инновационном университете Массачусетса Амхерст 2018 вызов для бизнес-плана стартапа для компании, которую он создал с ЯО и прекрасен, е-биопрепараты. Исследователи разработали ряд патентных заявок, фандрайзинг, развитие бизнеса и планах научных исследований и разработок.
Незначительный говорит: «эта работа является первым доказательством концепции для датчика нанопроволоки. Как только мы вернемся в лабораторию, мы разработаем датчики для других соединений. Мы работаем над настройкой их на целый ряд других соединений».
Поддержка работы пришел как Грант карьеры и аспиранты научных стипендий от Национального научного фонда, управления Амхерст UMass по коммерциализации технологий и предприятия и кампуса центр иерархического производства, в финансовой поддержке NSF наноразмерной науки и Инженерного центра.
сделать разницу: спонсорские возможности
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!