Posted in | Nanoenergy

Wetenschappers ontdekken voorkomende bacteriën Kan microtandwieldrijfwerk Turn Wanneer Suspended in Solution

Published on December 16, 2009 at 5:48 PM

Wetenschappers van het US Department of Energy's (DOE) Argonne National Laboratory en de Northwestern University hebben ontdekt dat voorkomende bacteriën kunnen microtandwieldrijfwerk wending wanneer gesuspendeerd in een oplossing, waardoor inzichten voor het ontwerpen van bio-geïnspireerde dynamisch adaptieve materialen voor energie.

Diagram volgen van de beweging van de tandwielen gedraaid door de bacteriën.

"De mogelijkheid om gebruik te maken en de controle van de macht van de bacteriële beweging is een belangrijke voorwaarde voor de verdere ontwikkeling van hybride biomechanische systemen gedreven door micro-organismen", zei Argonne natuurkundige en hoofdonderzoeker Igor Aronson. "In dit systeem, de tandwielen zijn een miljoen keer zo zwaar dan de bacteriën. "

De microtandwieldrijfwerk, net 380 micrometer lang met schuine spaken, worden geproduceerd in samenwerking met de Northwestern University en geplaatst in de oplossing samen met de gemeenschappelijke aërobe bacteriën Bacillus subtilis. Andrey Sokolov van de Princeton University en Igor Aronson uit Argonne, samen met Bartosz A. Grzybowski en Mario M. Apodaca van de Northwestern University, merkte op dat de bacterie bleek te zwemmen in willekeurige volgorde, maar zo nu en dan de organismen in aanvaring met de spaken van het vistuig en begon te draaien het in een bepaalde richting.

Een paar honderd bacteriën werken samen om de versnelling te draaien. Wanneer meerdere versnellingen zijn geplaatst in de oplossing met de spaken verbonden als in een klok, zal de bacteriën draai beide tandwielen in tegengestelde richting, waardoor de tandwielen in de synchroon-zelfs draaien voor de lange stukken van de tijd.

"Er bestaat een brede kloof tussen mens-en-klare harde materialen en levende weefsels, biologische materialen, in tegenstelling tot staal of kunststof, zijn 'levend', 'Aronson zei:" Onze ontdekking laat zien hoe microscopische zwemmen stoffen, zoals bacteriën of door de mens veroorzaakte nanorobots. , in combinatie met harde materialen, kunnen vormen van een 'slim materiaal' die dynamisch kan veranderen zijn microstructuren, reparatie schade, of macht Microdevices. "

De snelheid waarmee de versnellingen beurt ook kan worden gecontroleerd door de manipulatie van zuurstof in de geschorste vloeistof. De bacteriën hebben zuurstof nodig om te zwemmen, en door het verminderen van de hoeveelheid zuurstof beschikbaar is, kunnen onderzoekers het afremmen van de versnellingen 'beweging. Het wegwerken van de zuurstof stopt de beweging volledig.

Zodra de zuurstof wordt opnieuw in het systeem, de bacteriën "wakker" en beginnen te zwemmen weer.

Een paper over dit onderwerp is gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences.

Het onderzoek bij Argonne werd gesteund door de DOE Office of Science (SC). Werk aan de Northwestern University werd ondersteund in het kader van het Non-evenwicht Energy Research Center (NERC), een Energy Frontier Research Center ook gefinancierd door SC.

Last Update: 26. November 2011 17:22

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit