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新型生物纳米电子晶体管制成

  新的生物纳米电子晶体管制成

  根据美国物理学家网络5月13日的报道,美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家建立了一个可以被三磷酸腺苷(ATP)驱动和控制的生物多晶混合晶体管。他们表示,新型晶体管是第一个集成生物电子系统,将为假肢和其他电子修复装置与人体融合提供重要途径。相关的研究发表在最近出版的纳米快报上。
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三磷酸腺苷(ATP)作为细胞内能量递送的“分子货币”,储存和输送提供人体代谢所需能量的化学能,在核酸合成中也起着重要的作用。一位实验室研究人员表示,离子泵蛋白质是新型晶体管器件的核心,晶体管由两个电极在碳纳米管之间发展,起到半导体的作用,纳米管的末端覆盖有绝缘聚合物涂层,而整个系统被包裹在一个与活细胞膜原理相似的双层脂肪膜中,当科学家对电极施加电压时,含有三磷酸腺苷,钾离子和钠离子的溶液将溢出到晶体管装置的表面上,电极之间有电流,三磷酸腺苷用量越多,产生的电流就越强烈,科学家们解释说,这种效果是,当暴露于三磷酸腺苷时,双层脂质膜中的蛋白质表现得像“离子泵”。在每个循环中,蛋白质在一个方向上泵送3个钠离子,在相反方向上泵送2个钾离子,导致1个电荷穿过双层润滑脂膜到达“离子泵”下的纳米管。当离子积累时,它们在纳米管中间产生电场,这增加了纳米晶体的导电性。
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耶路撒冷希伯来大学Ithmah Werner表示,通过机械纳米离子运动的生物电子系统可以转换为电能,从而为晶体管的运行提供支持。在这种情况下,晶体管可用于制造由生物信号驱动和控制的电子设备。例如,这种进步已经使电子设备能够在身体中存活而不需要电池或其他外部电源,并且诸如假体的假体设备也被期望直接“连接”到人的神经系统。 Noy希望这种技术能够在未来用来建立一个无缝的生物电子接口,使生物体和机器之间能够更好的沟通。 (来源:“科技日报”张伟伟)

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