"Новые возможности в мире микропроцессоров: грядет эра самообучающихся чипов и инновационных интерфейсов между электроникой и биологией.
Группа ученых из университета Тафтс проделала значительный технический прорыв, используя биологический материал - шелк - в качестве изоляционного слоя для транзисторов. Этот материал позволяет им взаимодействовать с окружающей средой, подобно тому, как взаимодействует живая ткань. Получившиеся гибридные транзисторы способны обнаруживать различные вещества и условия, что может значительно изменить область мониторинга здоровья и вычислительной техники.
Уникальные свойства шелка
Уникальные свойства шелка, основанные на его структурном белке - фиброине, стали ключевыми при создании транзисторов. Фиброин легко наносится на поверхности и может быть модифицирован химическими и биологическими молекулами, что позволяет создавать материал с различными свойствами. Этот функционализированный шелк может обнаруживать и улавливать разнообразные компоненты из тела или окружающей среды.
Медицинские применения
Прототип устройства, созданный учеными, уже демонстрирует потенциал медицинского применения. Гибридные транзисторы использовались для создания высокочувствительного датчика дыхания, способного реагировать на изменения влажности. Дальнейшая модификация шелкового слоя может позволить обнаруживать сердечно-сосудистые и легочные заболевания, уровни углекислого газа и другие компоненты в выдыхаемом воздухе.
Принцип работы гибридного биологического транзистора
Принцип работы гибридного биологического транзистора заключается в использовании шелка в качестве изолятора. Когда он впитывает влагу, шелк ведет себя как гель, содержащий ионы. Входной сигнал создает электрическое поле, вызывая движение электронов и запуская поток тока через транзистор.
Будущее перспективно
Исследователи фокусируются на создании биологических транзисторов на наномасштабном уровне, что открывает путь к созданию миллиардов таких транзисторов с существующими технологиями. Использование биологического шелка в транзисторах открывает новые возможности в области здравоохранения и вычислительной техники. Эти биологические гибридные транзисторы могут стать основой для разработки самообучающихся микропроцессоров и инновационных интерфейсов между электроникой и природой. Исследователи с оптимизмом смотрят в будущее, ожидая множество фундаментальных открытий и применений, которые изменят наше представление о технологиях и заботе о здоровье.
