科学家利用细菌开发出柔性活液晶

根据物理学家组织网络2月17日的一份报告，最近，俄亥俄州肯特州立大学和伊利诺伊州的氩国家实验室合作，将活细菌和无生命溶致液晶(LLCs)结合在一起，这是一种由两种或两种以上化合物(包括溶剂化合物)形成的液晶，以开发一种新的活性物质——活液晶，这有望提高生物传感器的性能，在疾病的早期诊断中具有巨大的前景。研究小组将于2月15日至19日在旧金山举行的第58届生物物理学会年会上提交他们的报告。

活细菌在水基无毒液晶中游动。细菌和液晶之间的相互作用形成了一种新的软物质:活液晶。活体液晶是活体生物和机械材料的混合物。它是一种新型柔性工程复合材料。它能在外界刺激下运动，并改变其结构和性质。它还能从环境中吸收能量，转化和储存能量，并驱动整个系统像真正的有机体一样运动。从仿生微型机器、传感器到自组装微型机器人，这一功能在许多应用中至关重要。

此外，活性液晶具有优异的光学性能。它可以提供一种介质，可以放大微观和纳米水平的反应，这是分子和病毒之间的相互作用水平，并可以光学检测和分析这些反应。这些特性使得生物液晶非常适用于制造传感装置来监控生物生理过程，例如癌症生长和感染。在这项研究中，通过液晶双折射，只需要简单的偏振显微镜就可以清楚地看到厚度为24纳米的细菌鞭毛(1/4000人发)的旋转运动。

研究人员指出，细菌的主动运动可以通过控制系统中的可变因素来控制和引导，例如细菌可以获得的氧气量、混合物的浓度或温度。这带来了一个新的设计方向:制造微流体生物传感器。这种疾病在早期最容易治愈，早期诊断能使大多数疾病得到经济有效的治疗。微流控技术作为一种疾病的早期检测方法变得越来越重要。

"据我们所知，在以前的实验物理学中，没有人做过如此系统的工作."肯特州立大学的博士生周爽说:“这种新材料有许多潜在的应用，但目前最直接的应用是设计新的生物传感器。这只是从一个打开的宝库中挖出的第一桶黄金，还有更多的事情要做。”