op een dag, microbiële cyborgs - bacteriën gecombineerd met elektronische apparaten - kunnen nuttig zijn in brandstofcellen, biosensoren en bioreactoren. Maar eerst, wetenschappers moeten materialen ontwikkelen die niet alleen de microben voeden, maar ook efficiënt en controleerbaar de elektriciteit of andere bronnen die ze maken oogsten. Nutsvoorzieningen, onderzoekers rapporteren in ACS toegepaste materialen en interfaces hebben zo'n materiaal ontwikkeld waarmee ze een programmeerbaar "biohybride" systeem konden creëren dat elektronen geleidt van elektriciteitproducerende (exo-elektrogene) bacteriën.

In tegenstelling tot andere bacteriën, exoelektrogenen kunnen elektronen over hun buitenmembraan naar de buitenkant van hun cel verplaatsen. Wetenschappers hebben geprobeerd deze elektriciteit te benutten door verschillende materialen te gebruiken om de elektronen naar een elektrode te geleiden. Tot dusver, echter, geleidende materialen die de groei van bacteriën ondersteunen, zijn ofwel inefficiënt, of niet gemakkelijk programmeerbaar om de elektrische stroom te regelen. Christof Niemeyer en collega's wilden een nanocomposietmateriaal ontwikkelen dat de groei van exo-elektrogenen ondersteunt en tegelijkertijd elektriciteit op een gecontroleerde manier geleidt.

De onderzoekers maakten een poreuze hydrogel bestaande uit koolstof nanobuisjes en silica nanodeeltjes, aan elkaar geweven door DNA-strengen. Ze voegden exo-elektrogene bacteriën toe aan deze steiger, samen met vloeibaar kweekmedium om de microben van voedingsstoffen te voorzien. Het materiaal leidde de door de bacteriën geproduceerde elektronen efficiënt naar een elektrode. De bacteriën groeiden goed op het materiaal, het volledig doordringen. Om de elektriciteit af te sluiten, de onderzoekers voegden een enzym toe dat DNA-strengen knipte, waardoor het materiaal uiteenvalt. De geleidbaarheid en andere eigenschappen van het materiaal kunnen ook worden aangepast door de grootte en volgorde van de DNA-fragmenten die de steiger bij elkaar houden te variëren, zeggen de onderzoekers.