transistores de prótons para máquinas de pontes e coisas vivas

Dispositivos como iPads e lâmpadas usam elétrons para enviar informações, mas na natureza, a sinalização elétrica ocorre com íons e prótons.

Cientistas da Universidade de Washington criaram um transistor romance que usa prótons, abrindo a porta a uma nova classe de dispositivos de estado sólido bio-compatível que pode potencialmente se comunicar diretamente com seres vivos.

À esquerda é uma foto colorida do dispositivo UW coberta em um gráfico dos outros componentes. À direita é uma imagem ampliada das fibras de quitosano. A barra de escala branca é de 200 nanômetros. Crédito: UW

Os investigadores têm vindo a explorar maneiras de conectar dispositivos com processos do corpo humano para sensoriamento biológico ou para próteses. Enquanto os ganhos foram feitas em dispositivos eletrônicos biocompatíveis que podem flex, esticar e função em ambientes molhados, tais como o corpo humano, o mesmo não pode ser dito sobre como eles se comunicam com tecido vivo.

Portanto, há sempre este problema, um desafio, na interface -? Como é que um sinal eletrônico traduzir-se em um sinal iônico, ou vice-versa “, disse o principal autor Marco Rolandi, uma UW professor assistente de ciência dos materiais e engenharia.” Nós encontramos um biomaterial que é muito bom em protões condutoras, e permite que o potencial para fazer a interface com sistemas vivos.

dispositivos eletrônicos tipicamente comunicar usando elétrons, que são partículas carregadas negativamente. No corpo, prótons ativar “on” e “off” interruptores e são jogadores-chave na transferência de energia biológica, enquanto os íons abertos e fechar canais na membrana celular para bombear as coisas dentro e fora da célula. Os seres humanos e outros animais usam íons de flexionar seus músculos e transmitir sinais do cérebro.

Uma máquina que era compatível com um sistema vivo, desta forma poderia, no curto prazo, monitorar tais processos. Algum dia isso poderia gerar correntes de prótons para controlar certas funções diretamente “, observa autorização.

O primeiro passo para este tipo de controle é um transistor que pode enviar pulsos de corrente de prótons eo protótipo UW é o primeiro a demonstrar que ele pode. O dispositivo é um transistor de efeito de campo, que inclui uma porta, um dreno e um terminal de fonte para a corrente. Ele mede cerca de 5 mícrons de largura, cerca de um vigésimo da espessura de um cabelo humano, e utiliza uma forma modificada do quitosano composto originalmente extraído da caneta lulas, uma parte da lula que permanece a partir dos seus antepassados ​​sem casca. A equipe descobriu que a quitosana funciona muito bem em prótons móveis e é fácil de origem.

No nosso dispositivo de grandes moléculas bioinspirados pode mover prótons, e uma corrente de protões pode ser ligado e desligado, de uma maneira que é completamente análogo a uma corrente electrónica em qualquer outro transistor de efeito de campo “, disse Rolandi.

As candidaturas para o transistor de prótons ainda estão muito longe e incluem detecção direta de células em laboratório. Uma vez que uma versão de bio-compatível está disponível –o protótipo corrente tem uma base de silício e não podia ser usado em um corpo humano – pode ser implantado directamente nos seres vivos para monitorar, ou mesmo de controlo, determinados processos biológicos directamente, a dizer cientistas.

O estudo “Um polissacarídeo bioprotonic transistor de efeito de campo” é publicado online esta semana na revista Nature Communications interdisciplinar.

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