Эксперименты американских учёных из Университета штата Канзас говорят о том, что искусственная графеновая оболочка надёжно защищает бактерии, помещённые под электронный микроскоп.

Исследование биологических клеток под просвечивающим электронным микроскопом осложняется тем, что образцы необходимо помещать в вакуум. Клетки, содержащие 70–80 процентов воды, «высыхают», уменьшаются в объёме и изменяют форму.

В прошлом году авторы опубликовали предварительные данные экспериментов. В них бактерии защищались с помощью листов графена, функционализированных белком, который обеспечивал связь углеродного материала со стенкой клетки. Оказалось, что графен прекрасно справляется со своей задачей: его высокий модуль Юнга позволяет сохранять целостность структуры клеток, а завидные электро- и теплопроводность ослабляют эффекты, связанные с воздействием электронного пучка.

Рис. 1. Полностью защищённые графеном (WB), частично защищённые (PWB) и «обычные» (UWB) бактерии под просвечивающим электронным микроскопом. В среднем столбце стрелками показаны появляющиеся со временем структурные дефекты, а справа пунктиром обозначены летучие внутриклеточные компоненты, попадающие в камеру микроскопа. (Иллюстрация авторов работы).

Новые опыты, проведённые при высоком вакууме (10^-5 торр) и большом токе пучка (150 А/см²), дали аналогичные результаты. «Завёрнутые» в графен бактерии не изменяли форму на протяжении 30 минут, давая учёным возможность тщательно их рассмотреть.

По мнению руководителя работ Викаса Берри (Vikas Berry), при должной организации опыта графеновая защита позволит наблюдать живые бактерии в вакууме.

Результаты исследований опубликованы в статье:

Nihar Mohanty, Monica Fahrenholtz, Ashvin Nagaraja, Daniel Boyle and Vikas Berry Impermeable Graphenic Encasement of Bacteria. – Nano Lett., 2011, 11 (3), pp 1270–1275; Publication Date (Web): January 27, 2011.