微生物学家研究领导者Derek Lovley和聚合物科学家Todd Emrick表示，马萨诸塞大学安姆斯特分校的一个跨学科科学团队已经开发出一类新的电子材料，该材料可能会产生更加“绿色”的生物医学和环境传感方式，使其具有可持续性的未来。
他们说，根据他们的最新新工作表明，有可能将蛋白质纳米线与聚合物材料相结合，从而生产出一种柔韧的电子复合材料，该材料保留了蛋白质纳米线的导电性和独特的传感能力。该工作发表在《Small》杂志中（文章题目为：“Conductive Composite Materials Fabricated from Microbially Produced Protein Nanowires”）。
Lovley说，蛋白质纳米线比硅纳米线和碳纳米管具有许多方面的优势，包括它们的生物相容性、稳定性以及具有检测化学物质（各种生物医学或环境中存在的物质）的潜力。然而，这些传感器在应用中需要将蛋白质纳米线安装到适于可穿戴传感装置或其他类型电子装置的柔性基质中。
正如Lovley解释道：“十多年来，我们一直在研究蛋白质纳米线的生物学功能，但直到现在我们才能看到它们在电子器件的实际制造中的应用前景。”博士后研究员孙云璐（现就学于德克萨斯大学奥斯汀分校）发现了将蛋白质纳米线与非导电聚合物混合以产生导电复合材料的适当条件。他的实验结果证明，虽然电线是由蛋白质制成的，但它们非常耐用并且易于加工成新材料。
Lovley补充道：“蛋白质纳米线的另一个优点是真正的“绿色”和可持续，我们可以通过用可再生原料喂养的微生物来大规模生产蛋白质纳米线。传统纳米线材料的制造方式需要消耗大量的能量和也需要添加有害的化学物质。相比之下，蛋白质纳米线比硅线更薄，并且比硅在水中稳定，这对于在生物医学应用中非常重要，例如，可以用来检测汗液中的代谢物。”
Emrick说：“这些电子蛋白纳米线与聚合物纤维具有惊人的相似性，我们正试图弄清楚如何最有效地将两者结合起来。”
在他们的验证性研究中，蛋白质纳米线在引入聚合物聚乙烯醇时形成导电网络。该材料可以用极端的条件处理，例如加热或极端的pH值（高酸度），这些条件可能会破坏蛋白质基复合材料，但该材料仍然能够很好地工作。
这些嵌入聚合物中的蛋白质纳米线的电导率随着pH变化而显着变化，Lovley解释道：“这是一些重要的生物医学参数用来诊断一些重大的医疗条件，我们还可以用我们想要的方式对蛋白质纳米线的结构进行修饰，以便广泛检测其他生物医学分子。”
导电蛋白纳米线是30多年前Lovley在波托马克河泥中发现的微生物Geobacter的天然产物。 Geobacter使用蛋白质纳米线与其他微生物或矿物质建立电连接。他指出：“在我们的团队中像Todd Emrick和Thomas Russell这样的材料科学专家应该将蛋白质纳米线带入材料领域，而不仅仅让该材料永远停留在泥浆中。”
Lovley说：“在这项由UMass Amherst校园基金支持的探索性研究工作中，微生物学团队的后续工作包括扩大纳米线和聚合物基质的生产。”
他指出：“材料科学家需要比我们需要纳米线数量更多的纳米线，我们正在为我们的生物学研究中需要很少纳米线数量时，他们则需要满桶，因此我们现在专注于纳米线产量和定制的纳米线，以便他们对其他分子的反应做出研究成果。”研究人员还申请了一项关于用蛋白质纳米线制成的导电聚合物的专利。”
