Синтез механики и биологии
Инженеры Колумбийского университета (США) впервые запитали интегральную микросхему при помощи молекулярных механизмов. Источником энергии стал аденозинтрифосфат (АТФ) – универсальный транспорт, обеспечивающий биохимические реакции в человеческом организме.
Специалистам удалось интегрировать обычную КМОП-микросхему и искусственную двухслойную липидную мембрану, через которую так называемые ионные насосы (особый вид белков), использующие энергию гидролиза АТФ, переносят ионы. Иными словами, в присутствии АТФ система прокачивает ионы через мембраны, создавая электрический потенциал, который и питает микросхему.
Как известно, электронные чипы неспособны полноценно различать вкусы и запахи? как и получать энергию через химические процессы (компьютеры полагаются на электроны, а в качестве контроллера в них выступают полевые транзисторы). Тогда как живые организмы используют собственную «электронику»: липидные мембраны для передачи энергии и информации применяют заряд ионов, поток которых контролируют ионные каналы.
Сфера применения технологии не ограничивается получением энергии из АТФ – ученые планируют научить чипы распознавать молекулы, а в перспективе – вкусы и запахи. А значит, можно будет создавать системы, одновременно содержащие как биологические, так и механические компоненты. Такие роботы смогут, например, помогать силовикам в поиске опасных веществ (скажем, той же взрывчатки).