Гибридные транзисторы с белком шелка создают основу для интеграции биологии и микроэлектроники

Микропроцессор вашего телефона может содержать более 15 миллиардов крошечных транзисторов. Транзисторы сделаны из кремния, металлов, таких как золото и медь, и изоляторов, которые вместе принимают электрический ток и преобразуют его в 1 и 0 для передачи информации и ее хранения. Материалы транзисторов неорганические, в основном полученные из камня и металла. Но что, если бы вы могли сделать эти фундаментальные электронные компоненты частично биологическими, способными напрямую реагировать на окружающую среду и изменяться, как живая ткань? Именно это сделала команда Silklab Университета Тафтса, когда они создали транзисторы, заменив изолирующий материал биологическим шелком. О своих выводах они сообщили в Advanced Materials. Фиброин шелка — структурный белок шелковых волокон — можно точно наносить на поверхности и легко модифицировать другими химическими и биологическими молекулами для изменения его свойств. Функционализированный таким образом шелк может улавливать и обнаруживать широкий спектр компонентов тела или окружающей среды. В первой демонстрации прототипа устройства команда использовала гибридные транзисторы с фиброином шелка для создания высокочувствительного и сверхбыстрого датчика дыхания, обнаруживающего изменения влажности. Дальнейшие модификации шелкового слоя в транзисторах могут позволить устройствам обнаруживать некоторые сердечно-сосудистые и легочные заболевания, а также апноэ во сне или измерять уровни углекислого газа и других газов и молекул в дыхании, что может предоставить диагностическую информацию. При использовании с плазмой крови они потенциально могут предоставить информацию об уровнях оксигенации и глюкозы, циркулирующих антителах и многом другом. До разработки гибридных транзисторов лаборатория Silklab, возглавляемая Фиоренцо Оменетто, профессором инженерии Фрэнка К. Добла, уже использовала фиброин для изготовления биоактивных чернил для тканей, которые могут обнаруживать изменения в окружающей среде или на теле, распознавая татуировки. датчики, которые можно напечатать на любой поверхности для обнаружения патогенов, таких как вирус, вызывающий COVID-19. Как это работает Транзистор — это просто электрический переключатель, в который входит металлический электрический провод, а другой выходит. Между выводами находится полупроводниковый материал, названный так потому, что он не способен проводить электричество, если его не уговорить. Другой источник электрического ввода, называемый воротами, отделен от всего остального изолятором. Затвор действует как «ключ» для включения и выключения транзистора. Он переключается во включенное состояние, когда пороговое напряжение создает электрическое поле на изоляторе, запуская движение электронов в полупроводнике и запуская протекание тока через выводы. В биологическом гибридном транзисторе слой шелка используется в качестве изолятора, и когда он поглощает влагу, он действует как гель, перенося все ионы (электрически заряженные молекулы), содержащиеся внутри. Ворота переводят во включенное состояние путем перестановки ионов в шелковом геле. Изменяя ионный состав шелка, меняется работа транзистора, что позволяет запускать его при любом значении затвора от нуля до единицы. «Можно представить себе создание схем, которые используют информацию, которая не представлена дискретными двоичными уровнями, используемыми в цифровых вычислениях, но могут обрабатывать переменную информацию, как в аналоговых вычислениях, с изменениями, вызванными изменением того, что находится внутри ...

Читать полный текст на android-robot.com

Опубликовано: 15:33, 17.10.2023

Новость из рубрики: Hi-Tech

Поделиться новостью: Поделиться новостью в Facebook Поделиться новостью в Twittere Поделиться новостью в VK Поделиться новостью в Pinterest Поделиться новостью в Reddit

Топ новости часа

23:22, 18 Авг Создана российская система охлаждения для микроэлектроники В Национальном исследовательском ядерном университете «МИФИ» впервые за много лет разработано первое отечественное устройство для охлаждения, необход...

03:22, 26 Июл Представлены передовые транзисторы для полупроводников будущего Транзисторы, которые могут изменять свойства, являются важными элементами в разработке полупроводников завтрашнего дня. Поскольку стандартные транзис...

Тюринг-обвес для АУДИ особенности 14:19, 13 Июл Тюринг-обвес для АУДИ — особенности Какой автомобиль относится к классу D и отличается повышенным комфортом? Это Audi А6 модели, которая отличается широкой линейкой двигателей. Для поку...

00:00, 24 Сен Ученые получили новое волокно на основе паутины и шелка Китайские ученые генетически модифицировали тутовых шелкопрядов, чтобы получить материал, который в шесть раз прочнее кевлара. Последний используется...

18:29, 22 Апр Android-Robot: Новости технологий и науки О нашем портале Android-Robot — это ведущий ресурс, посвященный последним новостям в мире технологий и науки. Мы предлагаем тут самую актуальную ин...

Сейриан Самнер о биологии ос 23:00, 09 Окт Сейриан Самнер — о биологии ос Осы — удивительные существа, которые демонстрируют социальное поведение и когнитивные способности, намного превосходящие других насекомых, в частност...

09:00, 01 Сен Представлены гибридные наушники Moondrop UltraSonic Японский производитель аудиооборудования Moondrop выпустил беспроводные наушники Moondrop UltraSonic с гибридной системой из двух драйверов.Внутри ка...

18:33, 05 Май WiFly сообщил об интеграции платформы ChatGPT WiFly объявляет о новом партнерстве с ChatGPT — инновационной платформой чат-ботов с искусственным интеллектом, которая теперь доступна в Лично...

03:22, 29 Май Ученые вычислили родину домашних тараканов — это должно войти в учебники биологии Ученые выяснили, откуда родом рыжие тараканы Одними из самых мерзких насекомых в мире, вызывающих чувство отвращения, являются рыжие тараканы. Они жи...

16:22, 28 Апр Инженеры предлагают основу для будущих сетевых систем В новом исследовании , опубликованном в журнале Engineering , исследовательская группа У Цзянсина представляет теоретическую основу, которая может ре...

01:33, 29 Сен В гамму новой BMW 5 серии добавили две гибридные версии Модификации 530e и 550e xDrive — это параллельные гибриды с бензиновыми двигателями и новым электромотором, который интегрирован в автоматическую кор...

14:00, 10 Июн Российские ученые создали гибридные наночастицы для борьбы с раком В пресс-службе Российского научного фонда сообщили, что российские физики разработали новый подход к производству гибридных наночастиц на базе кремни...

12:11, 26 Июл Месси начинает – и забивает. У Лео 2+1 в первом матче за основу «Интер Майами» автор фото: Getty Images«Атланта Юнайтед» стала 100-м клубом в карьере аргентинца, которому он забил.Дебют аргентинского волшебника за «Интер Майами»...

00:11, 06 Дек Успешный запуск спутника EIRSAT-1 заложил основу будущей космической программы Ирландии Успешный запуск первого спутника Ирландии под названием EIRSAT-1 стал вершиной шести лет непрерывных усилий и труда. 1 декабря с космодрома Ванденбер...

05:33, 27 Мар LIF3.com объявляет об интеграции с Fireblocks для повышения мер безопасности в потребительских DeFi нового поколения /div> Lif3.com, многосетевая платформа DeFi, объявила о своей интеграции с Fireblocks, ведущей корпоративной платформой для блокчейн-приложений и упр...

21:11, 10 Июн Ученые создают «цифровых детей» Исследователи из Университета Голуэя создали цифровых младенцев, чтобы лучше понять здоровье младенцев в их критические первые 180 дней жизни. Команд...

23:00, 22 Сен Захарова: ВСУ создают концлагеря в российском приграничье Вооружённые силы Украины формируют концлагеря в российском приграничье. Более того, они свозят туда тех, кто не успел выехать при организованном пере...

16:33, 27 Ноя В РФ создают ИИ-систему для управления роботами по языковым инструкциям Коллектив ученых из AIRI и МФТИ в партнерстве с Центром робототехники Сбера работает над созданием системы планирования действий роботов, которая поз...

18:44, 13 Сен Брайан Армстронг утверждает, что Биткойн является «самым важным активом в криптовалюте», и подтверждает приверженность Coinbase интеграции сети Lightning /div> Генеральный директор Coinbase Брайан Армстронг в среду похвалил Биткойн, назвав его «самым важным активом в криптовалюте», одновременно подтвер...

19:22, 18 Окт Дизайнеры из ХМАО создают коллекцию одежды для кинофестиваля «Дух огня» В ХМАО появится коллекция одежды для представителей делегаций ежегодного фестиваля кинодебютов «Дух огня». Продуктом разработки станет фирменный стил...

02:33, 24 Апр Создают солнечные элементы для устройств Интернета вещей на базе ИИ Ученые создают высокоэффективные устойчивые солнечные элементы для устройств Интернета вещей с управлением энергопотреблением на базе искусственного ...

18:55, 21 Июн В Новосибирске создают инновационный станок с машинным зрением для печатных плат В Новосибирском государственном техническом университете (НГТУ НЭТИ) студенты разрабатывают новый ЧПУ станок, оснащенный машинным зрением. Станок пла...

22:55, 18 Авг Клопп сказал, что «Ливерпулю» сложно конкурировать с саудовскими клубами и «Челси»: «Бесконечные деньги создают проблему. Было бы здорово, если ввели бы регулирование» «Все стало сложнее. Есть причины, вы все их знаете. Вы, наверное, уже писали об этом. Есть много вещей, которые отличаются, никто не понимает на 100 ...