什么是含生物和非生物成分的“活材料”？

生物膜、珍珠贝、人体骨骼机构等纯天然生物系统软件，能依据自然环境数据信号产生智能、多尺度的生物和非生物成份结合体，例如人体骨骼，便是由矿物、自体以及他化学物质构成的引流矩阵。

来源于麻省理工大学（MIT）的技术工程师们受这种天然石材的启迪，生成出包括生物成份和非生物成份的特异性生物原材料。在其中的自体能对自然环境起反映，造成繁杂的生物分子结构，非生物原材料能导电性或发亮。有关科学研究毕业论文发表在了最近出版发行的《自然-材料学》（Nature Materials）杂志期刊上。

科学研究工作人员根据给体细胞程序编写，“哄骗”细菌细胞造成生物膜，这类生物膜能和金纳米颗粒、量子点融合在一起。试验常用的病菌是大肠埃希菌。这类病菌能造成生物膜，生物膜中带有一种称为“螺旋式纤维”的木薯淀粉蛋白质，帮大肠埃希菌粘附在物件表层。每根木薯淀粉纤维全是由同样的亚企业 CsgA 持续重复构成的蛋白质链， CsgA 上还能够额外肽（蛋白精彩片段），这种肽能捕获非生物原材料，如金纳米颗粒。

科学研究工作人员运用诱发遗传基因路线和体细胞通信路线，让病菌能在特殊条件下造成不一样种类的螺旋式纤维，操纵生物膜的特性，提现纳米管、传输生物膜、量子点生物膜、具备物理学特性的微结晶等。

她们先让细菌细胞缺失当然造成 CsgA 的工作能力，随后用一种只有在特殊条件下，例如在有 AHL 分子结构的标准下，才可以造成 CsgA 的转基因水稻路线来替代，那样调整体细胞自然环境中的 AHL 总数就能操纵螺旋式纤维的造成。

随后她们更改大肠埃希菌体细胞，让他们能在有 aTc 分子结构时造成额外了肽的 CsgA ，这种肽组成了组氨酸。这二种转基因水稻体细胞能在一个人群中生长发育，更改 AHL 和 aTc 总数，就能操纵生物膜的构成成份。二种分子结构另外存有时，生物膜中包括了加组氨酸和不用组氨酸的 CsgA 链二种成份。假如添加金纳米颗粒，额外组氨酸就能“把握住”他们，产生一行行的金纳米管和能导电性的互联网。

要在螺旋式纤维中加上量子点，科学研究工作人员会更改体细胞，让他们能造成附带SpyTag的螺旋式纤维，而在量子点上涂一层 SpyCatcher（SpyTag 爱人），他们便会融合在一起。这种体细胞还能和造成组氨酸纤维的病菌一起生长发育，那样原材料中就能另外带有量子点和金金纳米颗粒。

科学研究工作人员强调，现阶段这类“活原材料”仅仅简易示范性。他们在未来新能源行业拥有广泛运用，如电瓶、太阳能电池板，还能给生物膜涂上一层酶，催化反应溶解纤维素，把农牧业废料变化为生物然料，别的潜在性运用也有诊治机器设备、组织工程支撑架等。