| United States Patent Application | 20060257985 |
| Kind Code | A1 |
| Lovley; Derek R. ; et al. | November 16, 2006 |
Microbial nanowires, related systems and methods of fabrication
Conductive nanowires, as are available from a range of bacteria species, methods of use and related device structures.
| Inventors: | Lovley; Derek R.; (Leyden, MA) ; Reguera; Gemma; (Granby, MA) ; McCarthy; Kevin D.; (South Hadley, MA) ; Tuominem; Mark T.; (Shutesbury, MA) |
| Correspondence Name and Address: | REINHART BOERNER VAN DEUREN S.C.;ATTN: LINDA KASULKE, DOCKET COORDINATOR |
| Serial No.: | 371775 |
| Series Code: | 11 |
| Filed: | March 9, 2006 |
| U.S. Current Class: | 435/168; 438/1; 977/702 |
| U.S. Class at Publication: | 435/168; 438/001; 977/702 |
| Intern'l Class: | H01L 51/00 20060101 H01L051/00; H01L 21/00 20060101 H01L021/00; C12P 3/00 20060101 C12P003/00 |
[0002] The United States Government has certain rights to this invention pursuant to Grant Nos. S19000000300000DE-FC02-02ER63446 and S19000000100000DE-FG02-02ER63423 from the Department of Energy to the University of Massachusetts, Amherst.
Un desafío importante en el campo de la nanoelectrónica es la preparación de los nanomateriales, incluyendo nanocables como conductos eléctricos entre los nanocomponentes de tales dispositivos. Las proteínas han recibido mucha atención para estas aplicaciones puesto que proporcionan características estructurales deseables y pueden ser fijadas por adsorción fácilmente sobre una gama de substratos convenientes. Por otro lado, mientras que tales características son muy atractivas, los niveles típicamente bajos de la conductividad de los nanocables de la proteína limitan su uso. Se ha considerado la metalización, pero bajo condiciones industriales puede dañar la estructura y la integridad de la proteína. El objeto de esta invención es proporcionar nanocables a base de proteínas, naturalmente conductores sin recurso a las técnicas de la metalización.
Pero, EUREKA!! Las bacterias pueden ser "engañadas" al producir las nanofibras conductoras que se pueden entonces utilizar como conectores electrónicos minúsculos. El descubrimiento fue hecho por los investigadores en la universidad de Massachusetts, EEUU, trabajando para el Ministerio de Energía.
Muchas bacterias tienen la capacidad de montar las subunidades pequeñas de la proteína, llamadas los pilins, en unas o más fibras estructuradas extracelulares, pilus o pili. Los miembros de la familia Geobacteraceae, por ejemplo, producen pili para facilitar mecanismos celulares de oxidación-reducción.
Los "pili", fibras estructuradas extracelulares que son como unos minúsculos apéndices superficiales, son utilizados por las bacterias para conectar con el tejido fino del anfitrión y reproducirse con otras bacterias de la misma especie. El "pili" se hace de la proteína y es generalmente no-conductor.
Pero la idea patentada es aplicar los llamados "sulfurreductores de Geobacter" usando un alimento que contenga partículas del óxido férrico insoluble. Las bacterias que resultan son altamente conductoras. El crecimiento de las bacterias en líneas sobre un substrato absorbente crearía un circuito de nano-alambres biológicos. Alternativomente, las bacterias podían ser depositadas encima de la superficie de un chip con los hilos del pili separados para después maniobrarlos en la posición que fuera entre los nano-componentes. Los inventores también esperan modificar genéticamente las bacterias para crear pili con características eléctricas específicas.
FONDO DE LA INVENCIÓN
Los mecanismos para la reducción microbiana extracelular de Fe(III) han sido centro de interés en este tema. La oxidación de la materia orgánica junto con la reducción de Fe(III) tiene una influencia substancial en la degradación de la materia orgánica y la geoquímica del hierro, de los metales de rastro, y de los alimentos en muchos suelos y sedimentos. Además, tales reductores de Fe(III) pueden desempeñar un papel importante en la biorecuperación de los ambientes subsuperficiales contaminados con agentes contaminadores orgánicos o con metales tales como el uranio.
Algunos microorganismos, tales como la especie de Shewanella y la de Geothrix, pueden transferir electrones de la célula a la superficie del óxido del hierro vía la excreción de compuestos solubles, mientras que otros, tales como especie de Geobacter, requieren el contacto directo con la superficie del óxido. Los estudios anteriores demostraron que los metalreductores de Geobacter produjeron específicamente pili durante el crecimiento en el óxido de Fe(III), pero no durante crecimiento en Fe(III) soluble. La metalreducción del Geobacter de Childers, Ciufo y Lovley, tiene acceso al óxido insoluble de Fe(III) por quimiotaxia. [Nature 416, 767-769 (2002)].
Aprovechamos para mandar nuestro apoyo desde aquí a todos los investigadores, que aunque no tengan patentes o publicaciones a sus espaldas, con su trabajo contribuyen a que podamos avanzar y entender este mundo un poco mejor.
Se ve cada cosa mas rar. Con proteinas...
ResponderEliminary las que no vemos aún! :)
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