Biodegradowalne tranzystory są w nas

Nagrodzone badania prowadzone na Uniwersytecie  w Tel Awiwie wykorzystują samogrupujące się krew, mleko oraz proteiny błony śluzowej do budowy technologii nowej generacji.

Krzemowy tranzystor jest podstawą nowoczesnej technologii, w tym komórek i komputerów. Według uczonych z izraelskiego uniwersytetu, materiał ten niedługo stanie się przestarzały z powodu rosnącej miniaturyzacji oraz faktu, że jest szkodliwy dla środowiska.

Teraz, zespół składający się z doktorantów Elada Mentovica i Netta Hendlera z Wydziału Nanonauki oraz Nanotechnologii promowanych przez dr Schachara Richtera, a także profesora Michaela Gozina i jego studenta Bogdana Belgorodsky’ego, połączył ze sobą techniki z różnych dziedzin nauki, by zbudować tranzystory oparte o proteiny i inne substancje pochodzące z ludzkiego ciała. Nowe tranzystory mogą stać się podstawą nowej generacji nanotechnologii. Struktura tranzystorów jest elastyczna, a same są biodegradowalne.

Naukowcy, pracując z krwią, mlekiem oraz proteinami, które potrafią samogrupować się w cienką półprzewodnikową warstwę, stworzyli pierwsze biodegradowalne wyświetlacze i mają zamiar stworzyć przy pomocy tej technologii wszystkie elementy elektroniki. Ich badania ukazały się w Nano Letters oraz Advanced Materials. Oprócz tego otrzymali srebrny medal za badania od Materials Research Society.

Jednym z wyzwań przy użyciu krzemowych półprzewodników jest fakt, że tranzystor podczas produkcji musi być dostępny z dwóch stron. Producenci rozpoczynają od wafla krzemu, przycinając go do potrzebnych form. Metoda ta ogranicza elastyczność oraz rozmiar tranzystora.

Naukowcy z Tel Awiwu zwrócili się w stronę biologii i chemii, by zbudować idealny tranzystor. Podczas gdy badali różne kombinacji krwi, mleka oraz protein na dowolnym materiale bazowym, molekuły tworzyły półprzewodnikową nanowarstwę. W przypadku użycia kombinacji protein i krwi, warstwa miała 4nm grubości. Obecna technologia krzemowa pozwala na osiągnięcie warstw o grubości 18nm.

Te trzy różne rodzaje białek tworzą kompletny obwód elektroniczny. Białka krwi mają zdolność do pochłaniania tlenu, pozwalające na określenie odpowiednich właściwości technologicznych. Białka mleka posiadają dużą wytrzymałość w trudnych warunkach. Białka błony śluzowej mają zdolność do utrzymywania barwników (RGB), pozwalając emitować światło białe.

Ogólnie rzecz biorąc, naturalne właściwości białek dają naukowcom unikalną kontrolę nad organicznym tranzystorem, pozwalając na kontrolowanie przewodnictwa, zarządzania pamięcią oraz fluorescencją.

Technologia wypiera krzem na rzecz węgla, dostrzega Mentovich. Ten nowy typ tranzystora może odegrać kluczową rolę w jej rozwoju. Takie rozwiązania są idealne dla mniejszych oraz bardziej elastycznych urządzeń złożonych z plastiku, a nie krzemu, który jest kruchy jak szkło. Odkrycie może być pionierskim dla innych nowych technologii.

Istotnym czynnikiem jest również biodegradowalność stworzonych w ten sposób urządzeń. Może być to odpowiedź na rosnący problem recyklingu elektroniki.

(rr)