Бактерии, производящие нанотрубки, открывают перспективы для производства

Инженеры из Калифорнийского университета в Риверсайде в составе международной команды обнаружили, что живые бактерии производят полупроводниковые нанотрубки. Это открытие может помочь в создании нового поколения наноэлектронных устройств.

Исследователи полагают, что это первый случай, когда нанотрубки были получены биологическим, а не химическим способом. Это открывает путь к более дешёвому и экологичному производству электронных материалов.

Результаты исследования опубликованы в свежем выпуске журнала Proceedings of the National Academy of Sciences.

Команда, включая доцента Носанга В. Мёна и его постдока Бонгёна Ю, обнаружила, что бактерия Shewanella способствует образованию нанотрубок из арсенида серы (As-S), обладающих уникальными физико-химическими свойствами, недостижимыми при химическом синтезе.

«Мы показали, что банка с бактерией может создавать потенциально полезные наноструктуры», — сказал Мён. — «Нанотрубки особенно интересны в материаловедении, поскольку полезные свойства вещества можно тонко настраивать, меняя диаметр и толщину трубок».

Современное производство электронных устройств, от компьютеров до солнечных элементов, основано на химических процессах, требующих огромных затрат энергии и оставляющих после себя токсичные металлы и химикаты. Мён отметил, что в науке и технике растёт движение за поиск более экологичных способов производства полупроводников.

Члены корейской части команды из GIST, изучавшие очистку от загрязнения мышьяком с помощью металловосстанавливающей бактерии Shewanella, первыми заметили неожиданный результат. Мён, специализирующийся на электрохимическом синтезе материалов, смог охарактеризовать полученный наноматериал.

Фотоактивные нанотрубки из As-S, производимые бактериями, ведут себя как металлы, обладая электрическими и фотопроводящими свойствами. Эти свойства могут обеспечить новую функциональность для полупроводников следующего поколения в нано- и оптоэлектронных устройствах.

В процессе, который ещё не до конца изучен, бактерия Shewanella выделяет полисахариды, которые, по-видимому, служат шаблоном для образования нанотрубок из As-S. Практическая значимость метода возрастёт, если будут найдены бактерии, способные производить нанотрубки из сульфида кадмия (CdS) или других перспективных полупроводниковых материалов.

«Это всего лишь первый шаг, указывающий направление для будущих исследований», — добавил Мён. — «Каждый вид Shewanella может иметь индивидуальное значение для производственных свойств».