研究人員利用原子力顯微鏡多樣化的功能模塊對由硫還原地桿菌（Geobacter sulfurreducens）組成的生物薄膜進行了納米級的表征。他們發現當處于一定電場中時，這種細菌生產的蛋白質納米線要比正常狀態下具有更高的導電性以及剛度。而如果細菌處于酸性環境，則這一特性可以被進一步增強。

具有電學活性的活體材料具有很好的發展前景，可以應用于帶有自我復制功能的生物相容電子器件。但是目前已知的只有少數的生物系統可以用于轉移電荷，且具體的傳導機理仍未完全確定。

來自耶魯大學（Yale University）的研究人員以硫還原地桿菌（Geobacter sulfurreducens），一種常見的土壤細菌，作為樣本研究了這一熱點問題。此前的研究表明，這種細菌的導電特性是利用了由蛋白質OmcS組成的導電納米線來轉移在呼吸過程中產生的過剩電子。然而，耶魯大學的工作人員發現當硫還原地桿菌生物薄膜處于一定電場中時，它們產生的納米線是由另一種蛋白質OmcZ組成的。

研究人員利用了AFM原子力顯微鏡全面的功能模塊，分別對納米線的結構、納米電學以及納米力學特性進行了表征。他們發現OmcZ納米線的導電性和剛度分別是OmcS納米線的1000倍和3倍。而當他們降低pH值時，OmcZ納米線的導電性和剛度甚至有了進一步的提升，同時這也意味著當納米線處于通常會降解蛋白質的酸性環境中時，仍能保持功能性。

由于這種納米線具備著將機械和化學刺激轉化為電學信號的能力，再加上文中發現的納米線的優越性能，它們可以被應用于新型耐用的、具有自愈功能的生物型電子器件中。

參考文獻: S. Yalcin, J. O’Brien, Y. Gu et al., Electric field stimulates production of highly conductive microbial OmcZ nanowires. Nat. Chem. Biol. 16, 1136 (2020). https://doi.org/10.1038/s41589-020-0623-9