科学家记录单个细菌运动的声音

有人会说,生活有节奏,其实,有嗡嗡声。除了可见的运动和生长之外,每个活细胞都会发出被称为“纳米运动”的振动。多亏了一种相对较新的材料,称为石墨烯,科学家们能够放大单个细菌发出的这种纳米运动的频率,并再现录音。

换句话说,科学家们能够“听到”单个细菌的声音,在水中自行移动。

他们的结果发表在Nature Nanotechnology上,可能证明对监测传染病至关重要。通讯作者 Farbod Alijani 表示,特别是随着抗生素耐药性感染变得越来越普遍,“优化我们的武器来对抗”感染变得至关重要。石墨烯实验让我们对细菌世界有了新的认识。

石墨烯是一种特殊的材料,具有极好的机械和导电性能。石墨烯本质上是一种排列成蜂窝状网格的纯碳原子晶格,它是有史以来最薄和最强的材料。纯碳包括铅笔芯和钻石,它们分别是最弱和最强的材料之一——这表明原子的排列决定了材料的强度。石墨烯利用碳的紧密而牢固的键,正如它在金刚石中的表现所证明的那样,但它以膜状薄片的形式出现,就像碳在铅笔芯中的表现一样。 

尽管如此,与铅笔和钻石不同,石墨烯才出现了十多年。虽然材料是新颖的,但基本过程却不是。从人耳到现代麦克风,所有音频处理系统都使用类似的膜状受体来记录频率和幅度。 

这些录音是工程实验的结果。在代尔夫特理工大学研究石墨烯的纳米机械应用时,一个研究小组想知道它到底有多敏感。例如,石墨烯膜能否检测单个细菌的振动力?

“我们看到的是惊人的,”Cees Dekker 在一份声明中说。“当单个细菌粘附在石墨烯鼓的表面时,它会产生随机振荡,振幅低至我们可以检测到的几纳米。我们可以听到单个细菌的声音。”


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