Ученые из университета Колумбии в Нью-Йорке объединили в одном чипе элементы биологических систем и кремниевую микроэлектронику. В будущем это позволит имплантировать наноэлектронику в живые клетки и активно «заимствовать» элементы биологических систем для их интеграции в электронные гаджеты. Источником питания для чипа служат молекулы АТФ — универсальной клеточной «энерговалюты», что позволяет создавать настоящие «живые» кремниевые приборы.
«Мы рады тому, что теперь мы сможем научить чипы собирать энергию или даже распознавать молекулы. Иными словами, чип сможет „нюхать“ и „пробовать на вкус“», — рассказал Кен Шепард, один из участников проекта.
Биологические системы и электроника фундаментально противоположны друг другу в том, как передается информация — в компьютерах ее носителями выступают электроны, а в живых организмах — ионы и особые мембраны, управляющие их потоками. Авторы исследований «научили» их общению друг с другом, создав особую жировую мембрану, которая преобразует энергию, заключенную в молекулах аденозинтрифосфата (АТФ), главного переносчика энергии в клетках всех организмов, в электрический ток, который может считать микросхема.
Подобная «гибридная» микросхема, находящаяся в среде, богатой АТФ, сможет использовать ее молекулы для снабжения себя электричеством. Мембрану можно модифицировать таким образом, что она будет поглощать молекулы АТФ только в присутствии определенных других веществ. Это позволит микросхеме определять, что в окружающей среде присутствуют, например, токсины или раковые клетки.
«Сейчас для поиска бомб в аэропортах нам нужны особые собаки, но в будущем мы сможем позаимствовать у них только ту часть — молекулы, которые распознают запах взрывчатки, — для создания электронных аналогов носа собаки. Благодаря этой технологии нам не нужна вся клетка или животное — мы можем взять только то, что нам нужно», — заключает Шепард.
