Microbe + Machine = Cellborg

(10 Novembre 2005)
Pour la première fois, des scientifiques ont complètement fusionnés des microbes et des machines. Les scientifiques ont créés une bactérie plaquée or qui peut détecter l’humidité et elle a été appelée « Cellborg ». Selon un article de MSNBC.com, les créateurs de la « Cellborg » disent que leur senseur hybride est le premier à « assimiler » des microorganismes dans un dispositif électronique. Selon ce même article, cet appareil bioélectronique serait en mesure de détecter la présence de gaz dangereux ou de substances toxiques. Il serait aussi quatre fois plus sensible que les senseurs exclusivement électroniques et pourrait continuer à fonctionner même lorsque la partie biologique serait morte. Le « Cellborg » fonctionne en se gonflant ou se contractant dépendamment de la quantité de vapeur qu’il y a dans l’air.

Comment cette bactérie a-t-elle été créée par les scientifiques ? Sur une puce en silicone (silicon chip), ils ont appliqués une couche de bactérie vivante appelée Bacillus cereus. Ce qui a pour effet que des bactéries, qui a la forme d’une tige, se loge entre deux électrodes, ou contacts, de la puce pour former un lien électrique. La puce est ensuite nettoyée dans une solution qui contient de très petites particules d’or qui mesure chacune 30 nanomètres de largeur. (Un nanomètre est 1 milliardième de mètre. Un cheveu humain est environs 100 000 nanomètres de large.)

Les nano particules d’or s’attachent à de longues protéines, ressemblant à des cheveux, sur la surface de la bactérie, les transformant en liens plaqués or pour compléter un circuit électronique.

(La bactérie plaquée or est dans le milieu de l’image et forme le lien entre les électrodes de la puce qui sont les deux bandes blanches dans le haut et le bas de l’image.)

Les protéines sont des molécules d’acide teichoic. Elles ont une charge négative pour offrir une surface aux nano particules d’or, qui ont une charge positive, puissent s’y attacher. Sans les protéines négatives, les nano particules d’or se repousseraient à cause de leur charge positive et aucun lien ne pourrait se former entre les deux électrodes de la puce. En se retrouvant tout autour des nano particules d’or, les molécules d’acide teichoic jouent le rôle d’un isolant, créant ce que les ingénieurs appelle une barrière diélectrique. La « Cellborg » est née.

Comment fonctionne cette « Cellborg » ? Les corps de cette bactérie plaquée or gonflent avec une augmentation de l’humidité et ils absorbent cette humidité; une diminution de l’humidité a l’effet contraire, les corps se dégonflent. Le gonflement de la « Cellborg » fait en sorte que les nano particules d’or à la surface de la bactérie se distance l’une de l’autre, comme un autocollant sur un ballon qui se fait gonfler.

Une séparation aussi minime que 0.2 nanomètre entre les particules d’or est suffisante pour interférer dans le parcours (ou mouvement) du courant électrique, dans le circuit nouvellement formé, entre les deux électrodes de la puce. Cette interférence est causée par le fait que plus les nano particules d’or sont éloignées l’une de l’autre à la surface de la bactérie, plus il est difficile pour les électrons de « sauter » entre les particules et de se rendre d’une électrode à l’autre.

La « Cellborg » est extrêmement sensible; une baisse de 20% d’humidité à 0% résulte en une diminution du courant électrique qui est 4 fois plus grande comparé à un détecteur d’humidité qui est seulement électronique. Et selon Ravi Saraf, un ingénieur chimique de l’Université du Nebraska qui conduit à la découverte, leur détecteur hybride est le premier qui incorpore un microorganisme à un appareil électronique.

Une fois assimilé, la bactérie recouverte d’or peut seulement vivre pendant deux jours mais, même morte, les bactéries continues à se gonfler et se dégonfler avec le changement d’humidité dans l’air. Elles peuvent continuer à fonctionner de cette façon pendant des mois, selon Saraf.

Si les scientifiques pourraient recouvrir des bactéries de nano particules d’or sans les tuer, il serait possible de fabriquer des« Cellborg » pour alimenter un circuit électronique plutôt que de simplement compléter un circuit électronique, selon ce que Saraf à dit à LiveScience. Une autre possibilité serait de modifier la « Cellborg » afin que celle-ci détecte autre chose que le taux d’humidité. Elle pourrait détecter la présence de gaz ou de produits chimiques dangereux en fonctionnant sur le même principe de détection de l’humidité lorsque la « Cellborg » absorberait ces matières dangereuses.

Jean-François Larochelle
LtCmdr Fhéni’ixa Faraday
Lt Jenny Faraday
USS Solstice