Исследователи их Национальной лаборатории Лоуренса сделали большой шаг на пути сближения электронных устройств и биологических объектов. Используя трифосфат аденозина (ATP, adenosine triphosphate), являющийся основной средой для передачи энергии в каждой живой клетке, ученые разработали транзистор нового типа, на основе которого в будущем можно будет создавать электронные устройства, встраиваемые прямо в нервную систему живых организмов.
Александр Ной (Aleksandr Noy), создатель этого транзистора, сам называет его интегрированной биоэлектронной системой. Собственно транзистор состоит из углеродной нанотрубки, концы которой прикреплены к электродам и заизолированы специальным составом. Весь транзистор покрыт липидной оболочкой, подобной оболочке живой клетки. В ходе экспериментов ученые использовали растворы, содержащие ATP, ионы калия и натрия в разных пропорциях. Транзистор помещался в раствор, при этом замерялся ток, текущий по углеродной нанотрубке.
Слой липида, покрывающий структуру транзистора, содержит в своем составе белок, чувствительный к концентрации ATP. Этот белок в данном случае работал в качестве ионного насоса, функционировавшего только в присутствии ATP. В результате происходила реакция гидролиза молекулы ATP, инициируемая белком липида. В результате этой реакции вдоль нанотрубки образовывалось встречное движение трех ионов натрия и двух ионов калия, которое создавало электрический заряд, воздействовавший в сторону увеличения на проводимости нанотрубки. Таким образом оказалось, что чем выше концентрация ATP, тем больший ток течет через транзистор.
Что касается будущего этой технологии, то сами ученые считают, что им удалось только начать приближаться к пониманию принципов, на которых будут строиться будущие интегрированные биоэлектронные системы, благодаря которым можно будет легко осуществить взаимодействие между машинами и живыми организмами. Сделанное открытие является первым шагом к появлению электроники, которая вживляется прямо в тело и может функционировать достаточно долго, не используя никакого источника питания.
Источник: dailytechinfo
|
