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研究表明 呼吸岩石的细菌是电子自旋医生

作者: 武汉新闻网 更新时间: 2020年07月12日 16:22:17 游览量: 184

简述:

电子旋转。这是他们生存的基础。一些人旋转向上,而另一些人旋转向下。由于量子物理学的缘故,科学家们已经知

电子旋转。这是他们生存的基础。一些人旋转“向上”,而另一些人旋转“向下”。由于量子物理学的缘故,科学家们已经知道了大约一个世纪。

研究表明 呼吸岩石的细菌是电子自旋医生

他们还知道,磁场会影响电子的量子自旋方向,将其从上向下翻转,反之亦然。它并不需要太多:甚至细菌细胞也可以做到。

USC Dornsife文理学院和以色列的魏茨曼科学研究所的研究人员发现,将细菌细胞连接到固体表面的蛋白质 “线” 倾向于通过特定的自旋来传递电子。

他们说,这种选择电子的量子自旋的能力可能会对细菌在生物技术产业中的使用以及在创造基于细菌的能量电池以及未来的电子技术的新兴努力中产生影响。

生活在岩石上

在USC Dornsife的物理学,天文学和化学教授Moh El-Naggar和Weizmann研究所的Ron Naaman的带领下,科学家们一直在研究某些细菌可以利用固体表面,就像动物利用氧气呼吸一样。细菌没有将代谢过程中产生的电子倾倒到吸入的氧气分子上,而是将电子沿着专门的蛋白质向下传输,这些蛋白质插入外表面。

USC Dornsife高级研究助理Sahand Pirbadian说:“与大多数能够使用氧气作为电子受体的生物不同,这些细菌将电子转移到固体矿物质中,或者像我们实验室一样,将电子转移到外部的电极上。细胞。”

在新陈代谢方面,它们“呼吸”矿物质或电极。

为了到达外表面,电子被穿梭在形成电导管的各种蛋白质分子中。这些蛋白质具有磁场,当电子穿梭时,磁场可能会促进特定的自旋。

皮尔巴第人说,科学家发现这些磁场受称为“手性”的蛋白质特性的影响。

关于手性的几句话

许多分子,特别是生物分子,以两种形式出现,彼此互为镜像。科学家称此为“手性”。它类似于人类的手。左右手有四个手指和一个拇指,但并不完全相同。它们都是双手,但彼此是彼此相反方向的镜像。分子可以是相同的方式,事实上,科学家将手性分子称为左手或右手。

蛋白质的左撇子或右撇子可能会影响电子在穿梭通过蛋白质时所经历的磁场的极性。研究人员说,这就是沿着蛋白质线传播的那些电子到达呼吸岩石的细菌的外部情况。

Robert D. Beyer('81)早期职业主席的埃尔-纳格(El-Naggar)表示:“当电子横越分子线时,大多数最终取决于手性而具有相同的上下或上下量子自旋。”在自然科学领域。“这项研究是第一个证实这些细胞中的导电蛋白正在选择电子自旋的研究。”

使用旋转

埃尔·纳格(El-Naggar)和他的同事们已经研究了这些“呼吸岩石”的细菌,多年来,有一天可能会将其用于产生可持续的能量。El-Naggar说,发现这些细菌中的电子导电蛋白可以根据它们的手性来选择特定的电子自旋,这可能有助于开发某些称为“自旋电子学”的电子设备。自旋电子学不仅使用电子电荷,还使用其量子自旋,在量子计算中可能特别有用。

El-Naggar说:“正在不断寻找可以用作自旋电子新技术基础的材料。” “我们的工作表明细菌细胞色素可能是自旋电子学的有趣候选者。”

了解蛋白质如何影响电子的量子自旋还可以帮助科学家了解磁场如何影响某些生物过程。

文章链接://jksh/91836.html

文章标题:研究表明 呼吸岩石的细菌是电子自旋医生