Luisteren naar een bacterie die drumt op een trommelvel van grafeen

Een team van wetenschappers aan de TU Delft heeft een manier gevonden waarmee je kunt horen of bacteriën nog leven. Zo kun je bijvoorbeeld controleren of medicijnen tegen ziekteverwekkers aanslaan. Als je niets meer hoort, zijn de bacteriën dood. De wetenschappers onder leiding van dr. Farbod Alijani hebben hun onderzoek gepubliceerd in Nature Nanotechnology.

Het team van Farbod Alijani was aanvankelijk bezig met het onderzoeken naar de fundamenten van de mechanica van grafeen, aldus de TU Delft in een persbericht over het onderzoek. Op een gegeven moment vroegen die onderzoekers zich af wat er zou gebeuren als dit extreem gevoelige materiaal in contact komt met een enkel biologisch object.

Grafeen

“Grafeen is een vorm van koolstof die bestaat uit een enkele laag atomen. Het wordt ook wel het wondermateriaal genoemd,” zegt Alijani. “Het is heel sterk, met goede elektrische en mechanische eigenschappen, en het is ook extreem gevoelig voor externe krachten.”

De onderzoeksgroep startte een samenwerking met de nanobiologie-groep van Cees Dekker en de nanomechanica-groep van Peter Steeneken. Samen met promovendus Irek Roslon en postdoc Aleksandre Japaridze voerde het team de eerste experimenten uit met E. coli bacteriën. Cees Dekker: “Wat we zagen was verbluffend. Als een enkele bacterie zich hecht aan het drumvel van grafeen, ontstaan er willekeurige trillingen met amplitudes van een paar nanometer, die we konden detecteren. We konden het geluid van een enkele bacterie horen!”

Met grafeen kan de harde schijf tien keer zoveel data opslaan

Grafeen, een materiaal bestaand uit koolstofatomen, kan volgens de University of Cambridge helpen om de harde schijf van computers veel krachtiger te maken.

Trommel

De extreem kleine trillingen zijn het resultaat van de biologische processen in de bacteriën, waarbij de flagellen (staarten aan het celoppervlak waarmee bacteriën voortbewegen) het grootste aandeel hebben.

“Om te begrijpen hoe klein deze flagellaire slagen op grafeen zijn, kun je zeggen dat ze minstens tien miljard keer kleiner zijn dan de stoot van een bokser op een bokszak. Toch kunnen deze beats op nanoschaal worden omgezet in geluidssporen en beluisterd; en hoe cool is dat,” aldus Alijani.

Lees via deze link het complete verhaal.