I punti quantici di grafene depositati su un batterio sporigeno producono una spora rivestita di grafene. Quando si attaccano gli elettrodi attraverso la cella, viene prodotto un dispositivo bioelettronico altamente sensibile all'umidità. Qui, la spora reagisce attivamente all'umidità; e la reazione viene tradotta in una risposta elettronica dai punti quantici di grafene interfacciati. Credito:Berry Research Laboratory presso UIC
Poiché la nanotecnologia rende possibile un mondo di macchine troppo piccolo per essere visto, i ricercatori stanno trovando modi per combinare organismi viventi con macchinari non viventi per risolvere una serie di problemi.
Come altri bio-robot di prima generazione, il nuovo nanobot progettato presso l'Università dell'Illinois a Chicago è molto diverso da Robocop. È un germe robotico.
I ricercatori dell'UIC hanno creato un dispositivo elettromeccanico, un sensore di umidità, su una spora batterica. Lo chiamano NERD, per dispositivo nano-elettro-robotico. Il rapporto è online su Rapporti scientifici , una rivista Nature ad accesso aperto.
"Abbiamo preso una spora da un batterio, e metti dei punti quantici di grafene sulla sua superficie, quindi attacca due elettrodi su entrambi i lati della spora, " ha detto Vikas Berry, Professore associato di ingegneria chimica all'UIC e ricercatore principale dello studio.
"Poi cambiamo l'umidità intorno alla spora, " Egli ha detto.
Quando l'umidità scende, la spora si restringe quando l'acqua viene espulsa. Mentre si restringe, i punti quantici si avvicinano, aumentando la loro conduttività, misurata dagli elettrodi.
"Otteniamo una risposta molto chiara, un cambiamento molto netto nel momento in cui cambiamo l'umidità, " ha detto Berry. La risposta è stata 10 volte più veloce, Egli ha detto, di un sensore realizzato con i più avanzati polimeri artificiali assorbenti l'acqua.
C'era anche una migliore sensibilità in condizioni di pressione estremamente bassa, situazioni di bassa umidità.
"Possiamo andare fino in fondo al vuoto e vedere una risposta, " disse Berry, che è importante nelle applicazioni in cui l'umidità deve essere mantenuta bassa, Per esempio, per prevenire la corrosione o il deterioramento degli alimenti. "È importante anche nelle applicazioni spaziali, dove qualsiasi variazione di umidità potrebbe segnalare una perdita, " Egli ha detto.
I sensori attualmente disponibili aumentano la sensibilità all'aumentare dell'umidità, ha detto Berry. La sensibilità di NERD è in realtà più alta a bassa umidità.
"Questo è un dispositivo affascinante, " disse Berry. "Qui abbiamo un'entità biologica. Abbiamo realizzato il sensore sulla superficie di queste spore, con la spora un complemento molto attivo a questo dispositivo. Il complemento biologico sta effettivamente lavorando per rispondere agli stimoli e fornire informazioni".
