Data: Środa, 9 września 2009, 16:16

Połączyli biologię z elektroniką

Jedną z metod zwiększenia wydajności komputerów jest połączenie elektroniki z materiałami biologicznymi. Eksperci z Lawrence Livermoore National Laboratory (LLNL) opracowali hybrydową platformę, która pozwala na tworzenie urządzeń bionanoelektronicznych wykorzystujących pokryte lipidami nanokable.

Tego typu urządzenia mogą zrewolucjonizować medycynę i diagnostykę, gdyż pozwolą na łatwe łączenie urządzeń elektronicznych z ludzkim ciałem. Przyczynią się do znacznego postępu w protetyce, pozwalając np. na skonstruowanie sztucznego ślimaka ucha wewnętrznego.

W dalszej przyszłości dzięki bioelektronice mogą powstać potężne komputery. Systemy biologiczne są w stanie przetwarzać różne informacje znacznie sprawniej niż najpotężniejszy superkomputer. Wystarczy wspomnieć o przetwarzaniu i rozpoznawaniu obrazów czy dźwięków. Dla każdego zdrowego zwierzęcia jest to zadanie banalnie łatwe, a przekracza możliwości współczesnych maszyn.

Dotychczas próbowano łączyć mikroelektronikę z materiałami biologicznymi, nigdy jednak nie osiągnięto odpowiedniego poziomu integracji. - Dzięki stworzeniu nanomateriałów o skali wielkości porównywalnej z wielkością molekuł biologicznych możemy silnie zintegrować te systemy - stwierdza Aleksandr Noy, szef projektu badawczego w LLNL.

Jego zespół wykorzystał powszechnie spotykane w komórkach błony lipidowe. Tworzą one stabilne, samoregenerujące się systemy, które są jednocześnie nieprzenikalnymi barierami dla jonów i niewielkich molekuł.

Naukowcy użyli dwuwarstwowej błony lipidowej, za pomocą której odizolowali nanokable w krzemowym tranzystorze od roztworu. Dzięki takiemu rozwiązaniu mogli wykorzystać pory w błonie do decydowania, którędy jony mogą przenikać do nanokabli. Pozwala to na kontrolowanie transportu jonów oraz działania białek w membranie. Eksperymenty wykazały bowiem, że zmieniając napięcie w bramce tranzystora można zamykać i otwierać pory.

Mariusz Błoński