Pokud víme, je to první příklad, kdy někdo využil mikroorganismus k vytvoření elektronického přístroje, pronesl Ravi Saraf, chemik z univerzity v Nebrasce, nad kolébkou svého výtvoru: napůl „živého“ senzoru na měření vzdušné vlhkosti. Svůj úspěch popsal v časopise Angewandte Chemie.
Není divu, že si své duchovní dítko musel pochválit sám. Ono se sice na pohled zlatem jenom blyští, ale zespodu je příslovečně fuj, hemží se bakteriemi. Jedná se o standardní elektronický obvod na křemíkové destičce se zlatými elektrodami. Vědci ho nechali porůst populací bakterie Bacillus sereus, která vytvořila „můstky“ mezi jednotlivými elektrodami.
Pak Saraf se spolupracovníkem, studentem Vikasem Berrym, omyl celou destičku roztokem se zlatými nanočásticemi o průměru asi 30 nanometrů. Pokryly bakterie jako blyštivé flitry.
Takto vytvořená vrstva zlatých nanočástic vede celým zařízením elektrický proud. Ale pokud jen nepatrně stoupne relativní vlhkost vzduchu, bakterie lehce povyrostou a zvětší se rozestupy mezi jednotlivými nanočásticemi až o 0,2 nanomentru. Tím se zkomplikuje výměna elektronů mezi částicemi, a poklesne tak proud procházející přes čip.
Kyborgský přístroj
Jednoduchý princip má skvělé výsledky, alespoň podle autorů. Saraf říká, že zařízení je čtyřikrát citlivější než čistě elektronický měřič. Proto by mohlo najít uplatnění tam, kde svou roli hraje i malá změna vzdušné vlhkosti.
Sarafův „kolega z oboru“, Steve Ripp z univerzity v Tennesse, výzkum označil za „v zásadě první krok k biologickému počítači“. Ovšem cesta je ještě velmi dlouhá: Sarafovo zařízení pracuje s fyzikální reakcí bakterií spíše než s fyziologickou. Pracuje s nimi jako s „mrtvými“ objekty.
Na bakteriích nezáleží, poslouží stejně živé jako mrtvé. Mikroorganismy musí žít, jen když se obvod tvoří, aby nevypouštěly „tělesné šťávy“ a neztratily svůj tvar. Ale ve chvíli, kdy je zařízení hotovo, jejich život ztrácí z hlediska funkce senzoru jakýkoliv smysl.
Bakteriální „zombie“ totiž na vlhkost reagují stejně jako živé bakterie. Podle Sarafa bakterie bez potravy přežijí asi dva dny. „Ale zařízení funguje dál i po smrti bakterií. Dokonce i celý měsíc po jejich zániku,“ říká Saraf.
Sám autor senzoru Ravi Saraf přiznává, že současná věda má k tvorbě skutečných kyborgů (živých strojů) skutečně daleko: „Že je spojení mezi elektronickým zařízením a biologií mikroorganismu možné, se musí ještě dokázat.“ Elektroinženýři si se životem zatím nedovedou poradit.
Pozlacené bakterie
Zatímco v lidech zlato probouzí to nejhorší, na bakterie má opačný vliv. Chemik Ravi Saraf z univerzity v Nebrasce z jeho pomocí sestrojil „kyborgský“ (napůl živý, napůl elektronický) přístroj, velmi jemný senzor vlhkosti vzduchu. Bacillus cereus, který v senzoru tvoří elektrické spoje, patří mezi bakterie živící se rozkladem organických látek, tzv. saprofytické bakterie. Většina členů tohoto rodu žije v půdě, vzduchu a na rostlinách.
Na křemíkovém čipu nechali vědci bujet kolonii bakterií, které pak pokryli vrstvou zlatých částeček, které umožňují vést proud. Ve chvíli, kdy dojde ke změně vlhkosti vzduchu, bakterie se „nafouknou“. Tím se zvětší vzdálenost mezi jednotlivými částečkami zlata a v důsledku dojde ke snížení hodnoty proudu, který čipem probíhá. Napůl živé zařízení je prý čtyřikrát citlivější než čistě elektronické senzory vlhkosti vzduchu. Zařízení pracuje, i když jsou bakterie mrtvé, protože využívá jejich fyzikálních vlastností a ne životních procesů.
