未來(lái)你用的手機(jī)屏可能是細(xì)菌生產(chǎn)的！

“給一束光，細(xì)菌就來(lái)打工了！”

據(jù)澎湃新聞4月24日?qǐng)?bào)道，中國(guó)科學(xué)家日前用細(xì)菌來(lái)搬運(yùn)、排列量子點(diǎn)，解決這一涂層問(wèn)題。他們用該技術(shù)畫(huà)的電路，制備了叉指電極陣列，并證明其可作為觸碰開(kāi)關(guān)使用。

但更大的亮點(diǎn)在于，中國(guó)科學(xué)家率先開(kāi)發(fā)出光控技術(shù)，對(duì)上述制造過(guò)程實(shí)現(xiàn)精細(xì)控制，其量子點(diǎn)涂層的最小布陣精度已可達(dá)100 μm（微米，一百萬(wàn)分之一米）。

“將該技術(shù)應(yīng)用到芯片設(shè)計(jì)以及人工光合作用體系上，是我們的長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)。”4月23日，主導(dǎo)完成這一研究的上海科技大學(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(guó)際學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)材料》（Advanced Materials）上，并入選當(dāng)期內(nèi)封面文章，獲其官網(wǎng)重點(diǎn)推薦。

發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《先進(jìn)材料》的內(nèi)封面：鐘超團(tuán)隊(duì)利用生物被膜的動(dòng)態(tài)自組裝實(shí)現(xiàn)了無(wú)機(jī)納米物件材料的模板化以及時(shí)空可控的自組裝，其組裝過(guò)程具備動(dòng)態(tài)調(diào)控，環(huán)境自適應(yīng)和多級(jí)復(fù)合等特性。

細(xì)菌來(lái)當(dāng)搬運(yùn)工、粉刷匠

量子點(diǎn)被稱為“人工原子”，它是納米級(jí)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(diǎn)材料的QLED被認(rèn)為可能是下一代手機(jī)屏幕、電視屏幕，因?yàn)槌杀靖汀⑸曙柡投雀叩忍匦?，將取代iphoneX等新款手機(jī)使用的OLED屏。

這些新的手機(jī)、太陽(yáng)能面板的優(yōu)越性能依賴于均勻的量子點(diǎn)涂層。

但如何將納米大小的量子點(diǎn)根據(jù)設(shè)計(jì)，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(tuán)隊(duì)完成的這一研究中，把細(xì)小的量子點(diǎn)刷成涂層的“粉刷匠”、“搬運(yùn)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(gè)人的腸道里。

但大腸桿菌為什么可以搬運(yùn)量子點(diǎn)等納米顆粒，是吃進(jìn)去嗎？

不是。

鐘超帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)基因操作，對(duì)大腸桿菌分泌的一種蛋白——CsgA進(jìn)行了修飾，使CsgA蛋白能夠識(shí)別、結(jié)合經(jīng)過(guò)金屬配位化學(xué)修飾的無(wú)機(jī)納米材料“量子點(diǎn)”。

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

量子點(diǎn)涂層多層疊合

鐘超表示，因?yàn)镃sgA蛋白首先組成纖維，纖維再排列形成被膜。一個(gè)纖維的亞單位——CsgA蛋白——識(shí)別一個(gè)納米顆粒。因此，量子點(diǎn)在纖維上排列得非常規(guī)則，而非堆在一起。通過(guò)顯微鏡可以看到，量子點(diǎn)涂層非常規(guī)整。

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