МОСКВА, 18 апреля. /ТАСС/. Нидерландские физики и биологи выяснили, что листы из графена, двумерного углеродного материала, можно использовать в качестве сверхчувствительного микрофона, способного записывать звуки, которые вырабатывают одиночные бактерии и другие микробы. Об этом в понедельник сообщила пресс-служба Технологического университета Дельфта (TUD).
"Наши опыты с графеном и кишечными палочками показали, что одиночные микробы способны вырабатывать случайные колебания амплитудой в несколько нанометров, которые можно обнаружить при помощи графена. По сути, нам удалось услышать звуки, вырабатываемые индивидуальной бактерией", - заявил профессор TUD Кис Деккер, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Графен представляет собой двумерный материал из атомов углерода, соединенных в структуру, напоминающую по своей геометрии пчелиные соты. Нобелевская премия 2010 года по физике была присуждена Константину Новоселову и Андрею Гейму, выходцам из России, работающим в Великобритании, за получение и изучение первых образцов графена.
Профессор Деккер и его коллеги выяснили, что графен можно использовать в качестве сверхчувствительного датчика звуков, которые вырабатываются бактериями, археями и другими микроорганизмами. Ученые пришли к такому выводу в ходе изучения механических свойств графена, в том числе его способности проводить и усиливать акустические колебания.
Звуки мира микробов
Как отмечают ученые, в ходе этих опытов они заинтересовались тем, сможет ли мембрана из графена уловить те вибрации, которые вырабатывают бактерии в процессе жизнедеятельности. Руководствуясь этой идеей, физики обратились за помощью к биологам, которые помогли им прикрепить несколько клеток кишечной палочки к графеновому листу, нанесенному на кремниевую подложку с множеством лунок.
Физики предположили, что вибрации, которые порождают микробы в процессе обмена веществ и перемещений по пространству, будут заметным образом деформировать графен, расположенный над этими лунками. Эти колебания можно считать, если подсветить лунку при помощи лазера и проследить за тем, как будут меняться свойства отраженного луча с течением времени.
Для проверки работоспособности этого бактериального "микрофона" исследователи прикрепили несколько клеток кишечной палочки к графеновой мембране при помощи специального кремнийорганического клея. Оказалось, что даже одиночные микробы вырабатывали достаточно сильные "звуки жизни", которые заставляли графеновую мембрану подниматься и опускаться на десятки нанометров.
Последующие опыты показали, что частота и сила этих вибраций меняется, если бактерии начинают взаимодействовать с антибиотиками и другими опасными для них веществами. Это позволяет использовать графеновые "микрофоны" для оценки эффективности лекарств и изучения того, как бактерии вырабатывают стойкость к действию этих препаратов, подытожили профессор Деккер и его коллеги.
