Elektronisia järjestelmiä nanovihreästä materiaalista

UMass Amherst -tutkimusryhmä on kehittänyt proteiininanolangoista valmistetun elektronisen mikrojärjestelmän, "vihreällä" elektronisella materiaalilla, joka tuotetaan mikrobeista tuottamatta sähköistä jätettä.

Massachusettsin Amherstin yliopiston tutkimusryhmä on luonut elektronisen mikrosysteemin, joka pystyy älykkäästi reagoimaan informaatiosyötteisiin ilman ulkoista energiansyöttöä, aivan kuten itsenäinen elävä organismi.

Mikrosysteemi on rakennettu uudentyyppisestä elektroniikasta, joka pystyy käsittelemään ultraheikkoja elektronisia signaaleja ja sisältää uudenlaisen rakenteen, joka voi tuottaa sähköä "tyhjästä" ympäristöstään.

Molemmat mikrosysteemin avainkomponentit on valmistettu proteiininanolangoista, "vihreästä" elektronisesta materiaalista, joka tuotetaan uusiutuvasti mikrobeista tuottamatta "e-jätettä". Tutkimus ennakoi tulevaisuuden vihreän elektroniikan potentiaalia, joka on valmistettu kestävistä biomateriaaleista, jotka ovat paremmin vuorovaikutuksessa ihmiskehon ja monenlaisten ympäristöjen kanssa.

Tämä läpimurtoprojekti tuottaa "itsenäisen älykkään mikrosysteemin" ja on jännittävää tutkia mahdollisuutta sisällyttää "elävät" piirteet elektroniikkaan kommentoivat tutkijat saavutusta.

Aikaisemmin tutkimusryhmä havaitsi, että sähköä voidaan tuottaa ympäröivästä ympäristöstä/kosteudesta proteiini-nanolanka-pohjaisella generaattorilla (Air-Gen), joka tuottaa jatkuvasti sähköä melkein kaikissa maapallon ympäristöissä. Air-Gen-keksintö raportoitiin vuonna 2020.

Samana vuonna myös tutkimusta vetäneen Jun Yaon laboratorio kertoi, että proteiininanojohtoja voidaan käyttää koostamaan memristoreita, jotka voivat jäljitellä aivojen laskentaa ja toimia ultramatalien biologisien signaalien amplitudeja vastaavien signaalien kanssa.

"Nyt me yhdistämme nämä kaksi", Yao sanoo luomuksesta. ”Teemme mikrosysteemejä, joissa Air-Genin sähköä käytetään proteiinien nanolankaisista memristoreista valmistettujen antureiden ja piirien ohjaamiseen. Nyt elektroninen mikrosysteemi voi saada energiaa ympäristöstä tunnistamisen ja laskennan tueksi ilman ulkoista energialähdettä. Sillä on täysi energiaomavaraisuus ja älykkyys, aivan kuten elävän organismin itsenäisyys."

"Työ osoittaa, että voidaan tuottaa itsenäinen älykäs mikrosysteemi", kertoi Albena Ivanisevic, Yhdysvaltain armeijan tutkimuslaboratorion biotekniikan ohjelmapäällikkö. ”UMass-tiimi on osoittanut keinotekoisten neurosolujen käytön laskennassa. On erityisen mielenkiintoista, että proteiininanolankaiset memristorit osoittavat vakautta ja toimintakykyä vesipitoisessa ympäristössä."

Aiheesta aiemmin:

Vihreää elektroniikkaa polymeereistä ja proteiineista

Neuromorfinen memristori