日前，來(lái)自肯特州立大學(xué)和阿貢國家實(shí)驗室的研究人員合作，把活細菌和無(wú)生命的溶致液晶（LLCs,一種包含溶劑化合物在內的兩種或多種化合物形成的液晶）結合在一起，開(kāi)發(fā)出一種新型主動(dòng)材料——活液晶，有望提高生物傳感器性能，在疾病早期診斷方面很有前景。相關(guān)研究論文刊登在了近期出版的《PNAS》雜志上。

    活細菌在水基無(wú)毒的液晶中游泳，細菌和液晶之間的互動(dòng)作用形成了一種新型軟物質(zhì)：活液晶。活液晶是活生物與機械材料的混合，是一種新興的柔性工程復合材料，能在外部**下運動(dòng)并改變自身結構和性質(zhì)，而且能像真正的生物似的，從環(huán)境中吸取能量轉化存儲，用來(lái)驅動(dòng)整個(gè)系統運動(dòng)。從仿生微型機器、傳感器到自組裝微型機器人，這種功能在許多應用中都非常關(guān)鍵。

    此外，活液晶還有著(zhù)極佳的光學(xué)屬性。它能提供一種媒介，能放大微米和納米水平的微小反應，這是分子和病毒相互作用的層面，并能對這些反應進(jìn)行光學(xué)探測和分析。這些特性讓生物液晶非常適合用于制造傳感設備，監測癌癥生長(cháng)、感染等生物生理過(guò)程。在本研究中，通過(guò)液晶雙折射，只需一臺簡(jiǎn)單的偏振顯微鏡，就能清晰看到24納米粗細的細菌鞭毛（人頭發(fā)的 1/4000）的旋轉運動(dòng)。

    研究人員指出，通過(guò)控制系統中的可變因素，比如細菌能獲得的氧氣量、混合物濃度或溫度，可以控制和引導細菌主動(dòng)運動(dòng)。由此帶來(lái)一個(gè)新的設計方向：制造微流生物傳感器。疾病初期最容易治愈，早期診斷能讓大部分疾病得到經(jīng)濟有效的治療。而微流技術(shù)作為一種疾病初期的探測手段，也變得越來(lái)越重要。

    論文第一作者、肯特州立大學(xué)博士生周爽表示：“據我們所知，在以往的實(shí)驗物理學(xué)中還沒(méi)有人做過(guò)這樣的系統工作。這種新材料有許多潛在的應用，但目前最直接的用途是用來(lái)設計新型生物傳感器。這只是從一個(gè)打開(kāi)了的寶庫中剛掘出第一桶金，還有更多事情等著(zhù)去做。”