Glazen huis van micro-organismen omgezet in elektronica-bouwsteen

Amerikaanse onderzoekers hebben een manier gevonden om het SiO₂-omhulsel van diatomeeën om te zetten in puur silicium, zonder dat de vorm verloren gaat. Ze hebben het resultaat al verwerkt in een zeer gevoelige gassensor. Ze denken op dezelfde manier ook HPLC-kolompakkingen en elektroden voor lithiumbatterijen te kunnen maken, zo schrijven ze in Nature.

Diatomeeën (kiezelwieren) zijn eencellige organismen die in de oceanen voorkomen. Naar schatting bestaan er 100.000 verschillende soorten van. Karakteristiek is dat ze een extern skelet vormen van SiO₂, dat bij elke soort een karakteristieke vorm heeft. Daar zitten vrij ingewikkelde driedimensionale vormen tussen.

De onderzoekers van het Georgia Institute of Technology hebben die skeletten nu bij 650 graden Celsius (dus ruim beneden het smeltpunt van silicium) behandeld met magnesiumdamp. Er treedt dan een redoxreactie op die SiO₂ omzet in een mengsel van Si en MgO. Met een zoutzuuroplossing was je het magnesiumoxide er uit, waarna een zeer poreuze Si-structuur overblijft.

Met die porositeit kun je vervolgens allerlei leuke dingen doen. De onderzoekers hebben een kokervormig skelet voorzien van twee platina-aansluitdraden. Dat bleek alvast een zeer gevoelige stikstofoxidesensor op te leveren.

Het kweken van grote hoeveelheden diatomeeën is niet zo’n probleem. Uiteindelijk is het idee om ze genetisch te modificeren, zodat ze structuren op maat gaan maken. Voorlopig zal men een soort moeten selecteren met een skeletvorm die toevallig in de buurt komt.

bron: GeorgiaTech