未來你用的手機屏可能是細(xì)菌生產(chǎn)的！

“給一束光，細(xì)菌就來打工了！”

據(jù)澎湃新聞4月24日報道，中國科學(xué)家日前用細(xì)菌來搬運、排列量子點，解決這一涂層問題。他們用該技術(shù)畫的電路，制備了叉指電極陣列，并證明其可作為觸碰開關(guān)使用。

但更大的亮點在于，中國科學(xué)家率先開發(fā)出光控技術(shù)，對上述制造過程實現(xiàn)精細(xì)控制，其量子點涂層的最小布陣精度已可達100 μm（微米，一百萬分之一米）。

“將該技術(shù)應(yīng)用到芯片設(shè)計以及人工光合作用體系上，是我們的長遠(yuǎn)目標(biāo)。”4月23日，主導(dǎo)完成這一研究的上?？萍即髮W(xué)助理教授、研究員鐘超這樣告訴記者。

該研究的論文日前發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《先進材料》（Advanced Materials）上，并入選當(dāng)期內(nèi)封面文章，獲其官網(wǎng)重點推薦。

發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《先進材料》的內(nèi)封面：鐘超團隊利用生物被膜的動態(tài)自組裝實現(xiàn)了無機納米物件材料的模板化以及時空可控的自組裝，其組裝過程具備動態(tài)調(diào)控，環(huán)境自適應(yīng)和多級復(fù)合等特性。

細(xì)菌來當(dāng)搬運工、粉刷匠

量子點被稱為“人工原子”，它是納米級的半導(dǎo)體材料顆粒，目前備受人們關(guān)注。它正逐漸被應(yīng)用于生物醫(yī)藥、光電設(shè)備等領(lǐng)域。

含有量子點材料的QLED被認(rèn)為可能是下一代手機屏幕、電視屏幕，因為成本更低、色彩飽和度更高等特性，將取代iphoneX等新款手機使用的OLED屏。

這些新的手機、太陽能面板的優(yōu)越性能依賴于均勻的量子點涂層。

但如何將納米大小的量子點根據(jù)設(shè)計，均勻地沉積在襯底上，形成涂層？傳統(tǒng)的工業(yè)制造技術(shù)是光刻、磁控濺射、蒸鍍等方法。

在鐘超團隊完成的這一研究中，把細(xì)小的量子點刷成涂層的“粉刷匠”、“搬運工”是大腸桿菌。它是人們?nèi)粘Ｉ笾凶畛Ｓ龅降募?xì)菌，棒狀。它寄居在每個人的腸道里。

但大腸桿菌為什么可以搬運量子點等納米顆粒，是吃進去嗎？

不是。

鐘超帶領(lǐng)的研究團隊通過基因操作，對大腸桿菌分泌的一種蛋白——CsgA進行了修飾，使CsgA蛋白能夠識別、結(jié)合經(jīng)過金屬配位化學(xué)修飾的無機納米材料“量子點”。

這就建立了大腸桿菌與量子點的聯(lián)系。當(dāng)大腸桿菌分泌CsgA蛋白形成生物被膜時，量子點就連在CsgA蛋白上，像一個個葫蘆一樣，掛在生物被膜這個“毯子”的細(xì)絲或藤蔓上，形成涂層。

量子點涂層多層疊合

鐘超表示，因為CsgA蛋白首先組成纖維，纖維再排列形成被膜。一個纖維的亞單位——CsgA蛋白——識別一個納米顆粒。因此，量子點在纖維上排列得非常規(guī)則，而非堆在一起。通過顯微鏡可以看到，量子點涂層非常規(guī)整。

隨著生物被膜一層層增厚，量子點涂層可以隨之疊加。研究人員可以按照時間順序，定量加入不同的量子點，如紅色的CdSeS @ ZnS量子點、綠色的CdZnSeS @ ZnS量子點、藍色的CdZnS @ ZnS量子點等，以形成不同的涂層，并按照設(shè)計“圖紙”，疊合在一起。