Ηλεκτρονική Έκδοση

Πιο κοντά οι νανοηλεκτρονικές συσκευές

Ένας από τους πιο φιλόδοξους νέους στόχους των επιστημόνων είναι ο συνδυασμός της νανοτεχνολογίας και της ηλεκτρονικής με τη βιολογία, έτσι ώστε να προκύψουν βιονανοηλεκτρονικές συσκευές. Η μίξη της τεχνητής νοημοσύνης με τους βιολογικούς μηχανισμούς σε νανοκλίμακα εκτιμάται ότι μπορεί να «απογειώσει» την απόδοση των φορητών υπολογιστών και πολλών άλλων ηλεκτρονικών συσκευών.

Μια σημαντική εξέλιξη σε αυτό τον τομέα αιχμής έγινε από ερευνητές των ΗΠΑ υπό τον Αλεξάντρ Νόι του εργαστηρίου Λόρενς Λίβερμορ, σύμφωνα με το Science Daily. Στην επιστημονική ομάδα συμμετείχε και ο ερευνητής Κώστας Γρηγορόπουλος από το Τμήμα Μηχανολόγων-Μηχανικών του πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας-Μπέρκλει.

Οι επιστήμονες εφηύραν μια ευπροσάρμοστη υβριδική πλατφόρμα που χρησιμοποιεί νανοσύρματα καλυμμένα με λιπίδια, για να παράγει τέτοιες πρωτότυπες βιονανοηλεκτρονικές συσκευές. Η σχετική δημοσίευση έγινε στο περιοδικό PNAS της Διεθνούς Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ.

Ο συνδυασμός βιολογικών συστατικών, όπως τα λιπίδια, με τα ηλεκτρονικά κυκλώματα αναμένεται να οδηγήσει σε καλύτερους βιοαισθητήρες και διαγωνιστικά εργαλεία, σε αποτελεσματικότερα εμφυτεύματα στο ανθρώπινο σώμα και, κυρίως, να αυξήσει κατακόρυφα τις επιδόσεις των μελλοντικών ηλεκτρονικών υπολογιστών. Ενώ οι συμβατικές ηλεκτρονικές συσκευές χρησιμοποιούν ηλεκτρικά πεδία και ρεύματα για να μεταφέρουν τις πληροφορίες, των βιολογικά συστήματα δουλεύουν πολύ πιο πολύπλοκα, χρησιμοποιώντας υποδοχείς μεμβρανών, κανάλια και αντλίες για να ελέγχουν τη διακίνηση του ηλεκτρικού σήματος-πληροφορίας, κάτι που δεν μπορούν να κάνουν ούτε οι πιο ισχυροί κομπιούτερ.

Για παράδειγμα, το ανθρώπινο αυτί μετατρέπει τα ηχητικά κύματα σε νευρικούς παλμούς μέσα από μια τρομερά πολύπλοκη διαδικασία, αδιανόητη για τους σημερινούς υπολογιστές. Ο στόχος είναι ακριβώς τα ηλεκτρονικά κυκλώματα να αξιοποιήσουν ένα μέρος τουλάχιστον από αυτή την «μαγεία» και την πολυπλοκότητα των βιολογικών συστημάτων, ώστε να γίνουν πιο αποτελεσματικά.

Έχουν ήδη γίνει προσπάθειες για την ολοκλήρωση των βιολογικών συστημάτων στο πεδίο της μικροηλεκτρονικής, καμία όμως δεν έχει υπάρξει πετυχημένη μέχρι στιγμής. Τώρα, μια νέα προοπτική διαφαίνεται με την προσθήκη ενός νέου στοιχείου: της νανο-κλίμακας χάρη στη νανοτεχνολογία.

Σύμφωνα με τους αμερικανούς ερευνητές, η εφικτή πλέον δημιουργία ακόμα μικρότερων νανο-υλικών, που είναι πια συγκρίσιμα με το μέγεθος των βιολογικών μορίων, μπορεί να ολοκληρώσει τα δύο συστήματα (τεχνητό-βιολογικό) πιο αποτελεσματικά.

Η ομάδα του Νόι χρησιμοποίησε μεμβράνες λιπιδίων, που είναι συνήθεις στα βιολογικά κύτταρα και οι οποίες αποτελούν ένα σταθερό, αυτό-επιδιορθούμενο και ουσιαστικά μη διαπερατό φράγμα για τα ιόντα και τα μικρά μόρια. Οι ερευνητές ενσωμάτωσαν τέτοιες διπλού στρώματος μεμβράνες λιπιδίων σε τρανζίστορ νανοσυρμάτων πυριτίου, καλύπτοντας το νανοσύρμα με τα λιπίδια. Τα ιόντα μπορούν να φθάσουν στο νανοσύρμα μόνο αν περάσουν μέσα από τους πόρους της μεμβράνης των λιπιδίων. Οι επιστήμονες κατάφεραν να ανοίγουν και να κλείνουν με ηλεκτρονικό τρόπο τους πόρους της μεμβράνης, με τον τρόπο αυτό χρησιμοποιώντας το βιολογικά ενισχυμένο νανοσύρμα για να ελέγξουν και να κατευθύνουν τη ροή των πληροφοριών.

Αποστολή με Email Εκτύπωση σελίδας

Διαβάστε επίσης

Στην κατηγορία
Επιστήμη & Τεχνολογία
Με λέξεις-κλειδιά
Νανοτεχνολογία
Στο διαδίκτυο