(Phys.org) -- Glöm datorvirus - magnetframställande bakterier kan användas för att bygga morgondagens datorer med större hårddiskar och snabbare anslutningar.
Forskare vid University of Leeds har använt en typ av bakterie som "äter" järn för att skapa en yta av magneter, liknande de som finns i traditionella hårddiskar, och ledningar. När bakterien får i sig järnet skapar den små magneter i sig själv.
Teamet har också börjat förstå hur proteinerna inuti dessa bakterier samlas, forma och placera dessa "nanomagneter" inuti sina celler och kan nu replikera detta beteende utanför bakterierna.
Leds av Dr Sarah Staniland från University's School of Physics and Astronomy, i ett långvarigt samarbete med Tokyo University of Agriculture and Technology, teamet hoppas kunna utveckla en "nedifrån och upp"-metod för att skapa billigare, framtidens miljövänligare elektronik.
Dr Staniland sa:"Vi når snabbt gränserna för traditionell elektronisk tillverkning när datorkomponenter blir mindre. Maskinerna vi traditionellt har använt för att bygga dem är klumpiga i så liten skala. Naturen har försett oss med det perfekta verktyget för att kringgå detta problem ."
Den magnetiska arrayen skapades av Leeds doktorand Johanna Galloway med hjälp av ett protein som skapar perfekta nanokristaller av magnetit inuti bakterien Magnetospirilllum magneticum . I en process som liknar potatistryckning i mycket mindre skala, detta protein fästs på en guldyta i ett rutmönster och placeras i en lösning som innehåller järn.
Vid en temperatur på 80°C, magnetitkristaller av liknande storlek bildas på de sektioner av ytan som täcks av proteinet. Teamet arbetar nu för att minska storleken på dessa magnetöar, för att göra arrayer av enstaka nanomagneter. De planerar också att variera de magnetiska material som detta protein kan kontrollera. Dessa nästa steg skulle tillåta var och en av dessa nanomagneter att hålla en bit information, vilket möjliggör konstruktion av bättre hårddiskar.
"Med dagens 'top-down'-metod - huvudsakligen skulptera små magneter ur en stor magnet - är det allt svårare att producera de små magneter av samma storlek och form som behövs för att lagra data, " sa Johanna Galloway. "Med den metod som utvecklats här på Leeds, proteinerna gör allt det hårda arbetet; de samlar järnet, skapa den mest magnetiska föreningen, och arrangera den i kuber av vanlig storlek."
Ett annat protein har använts för att skapa små elektriska ledningar av Dr Masayoshi Tanaka, under en utstationering till Leeds från Tokyo University of Agriculture and Technology. Dessa "nanotrådar" är gjorda av "quantum dots" - partiklar av kopparindiumsulfid och zinksulfid som lyser och leder elektricitet - och är inneslutna av fettmolekyler, eller lipider.
De magnetiska bakterierna innehåller ett protein som formar minifack för de nanomagneter som ska bildas vid användning av cellmembranets lipider. Dr Tanaka använde ett liknande protein för att göra rör med fett innehållande kvantprickar - biologiskt baserade ledningar.
"Det är möjligt att ställa in dessa biologiska ledningar för att ha ett speciellt elektriskt motstånd. I framtiden, de kan odlas kopplade till andra komponenter som en del av en helt biologisk dator, sa Dr Tanaka.
Forskargruppen och teamet vid Tokyo University of Agriculture and Technology, leds av prof. Tadashi Matsunaga, planerar nu att undersöka de biologiska processerna bakom beteendet hos dessa proteiner. "Vårt mål är att utveckla en verktygslåda med proteiner och kemikalier som kan användas för att odla datorkomponenter från grunden, ", tillägger Dr Staniland.
Tidningarna Biotemplerade magnetiska nanopartikelmatriser och Tillverkning av lipidtubuli med inbäddade kvantprickar av membrantubulationsprotein publiceras i tidskriften Små .
