Транзистор из креветки

Новое устройство размывает границу между живой и неживой материей

28 сент. 2011 Электронная версия газеты "Владивосток" №3011 от 28 сент. 2011
58b3ce28642c6efd91a225a2f03d0fd6.jpg

Прототип устройства, позволяющего компьютерам напрямую взаимодействовать с живыми организмами, создан на основе хитозана — биополимера, добываемого из панцирей ракообразных. В электрических устройствах, созданных человеком, начиная с лампы накаливания и кончая ноутбуком перенос информации осуществляется посредством электронов, или, чтобы быть совсем точным, потока электронов и «дырок» с открытием полупроводников и р­nперехода.Передача же сигналов внутри живых систем, тех же нервных импульсов или команд, регулирующих обмен веществ, осуществляется иначе — с помощью ионов (электрически заряженных атомов) и протонов (ядер атомов водорода, лишенных электрона, — собственно, простейшей разновидности ионов).Устройства, способные подключаться к живым сигнальным системам непосредственно и выполнять функции точных биосенсоров, биоконтролеров или бионических протезов, требуют создания и соответствующих адекватных интерфейсов, гарантирующих быстрое время отклика и минимальные потери информации, курсирующей между таким устройством и организмом.Понятно, что современные биодатчики или нейропротезы с их чужеродными для клеток электрон­кремниевыми интерфейсами вряд ли смогут удовлетворять таким условиям в полной мере. А поскольку никакой реальной альтернативы кремниевой микроэлектронике, достигшей больших успехов в обработке информации, пока никто не предложил (последний писк моды — «влажные» ДНКпроцессоры — пока остается на уровне теории и первых экспериментов), идеальным вариантом стало бы создание прозрачного протонэлектронного интерфейса, способного транслировать ионные сигналы в электронные и наоборот, а также биологически совместимого с живыми тканями.Статья, присланная в Nature Communications группой сотрудников Университета штата Вашингтон (США), возглавляемой профессором Марко Роланди, содержит описание и испытательные характеристики первого действующего прототипа подобного устройства — протонного полевого транзистора на основе биополимера.Как и его электронный собрат, протонный полевой транзистор также состоит из трех базовых элементов — эмиттера зарядов, коллектора и базы. Размеры его также вполне микроскопические — 5 микронов в ширину, что примерно в 20 раз тоньше человеческого волоса. Однако носителями тока в нем являются уже не электроны, а протоны, при этом роль полупроводника играют модифицированные макромолекулы хитозана — аминосахарида, получаемого из панцирей ракообразных.