Транзистори на основі шовку можуть призвести до розробки нових мікропроцесорів, що імітують нейронні мережі, схеми самонавчання та пряме зберігання пам’яті. Або просто використовувати для датчиків.
Вчені Silklab Університету Тафтса розробили новий клас транзисторів, які переплітають біологічні елементи з електронними компонентами. Використовуючи фіброїн шовку як ізолятор, ці транзистори пропонують інтерактивну реакцію на біологічні та навколишні подразники, відкриваючи двері для цілого ряду застосувань для здоров’я. Крім того, ці транзистори можуть бути використані в біоінтерактивній електроніці, хоча це вимагатиме змін у напівпровідниковій промисловості, що навряд чи відбудеться найближчим часом, якщо взагалі відбудеться.
Фіброїн шовку, органічний матеріал, замінює звичайні неорганічні ізолятори, які зазвичай використовуються в електронних компонентах. Властивості фіброїну шовку забезпечують точність нанесення на поверхні та модифікації з використанням різних біологічних і хімічних молекул, підвищуючи його адаптивність і взаємодію з біологічними елементами та елементами навколишнього середовища.
Практична придатність цих гібридних транзисторів була продемонстрована на прототипі датчика дихання, який продемонстрував виняткову чутливість до змін вологості. Це означає потенціал для цих транзисторів у медичному діагностичному обладнанні, включаючи пристрої для виявлення серцево-судинних захворювань, захворювань легенів і апное сну, а також для моніторів оксигенації крові, рівня глюкози тощо.
«Досягнувши цього, ми тепер можемо виготовляти гібридні транзистори з тими самими процесами виготовлення, які використовуються для комерційного виробництва чіпів», — сказав Бом Джун Кім, докторант Школи інженерії Університету Тафтса. «Це означає, що ви можете виготовити мільярд таких з можливостями, доступними сьогодні».
Складна робота транзисторів на основі шовку полягає в маніпулюванні іонним складом у шовку. Ця маніпуляція дозволяє обробляти змінну інформацію, схожу на функціональність аналогових обчислень. Такий нюансований операційний підхід дозволяє транзисторам взаємодіяти зі спектром біологічних факторів і факторів навколишнього середовища, що може революціонізувати обчислювальні процеси в сучасних мікропроцесорах.
За словами дослідників, успішну нанорозмірну обробку шовку можна бездоганно інтегрувати з існуючими комерційними технологіями виробництва мікросхем. Ця сумісність може передвіщати можливість розвитку сучасних електронних пристроїв і систем, які включатимуть мільярди біологічно інтерактивних транзисторів. За словами дослідників, це може призвести до розробки передових мікропроцесорів, подібних до нейронних мереж у штучному інтелекті, самоадаптованих схем і можливостей прямого зберігання пам’яті в транзисторах.
«Заглядаючи вперед, можна уявити собі інтегральні схеми, які навчаються, реагують на сигнали навколишнього середовища та записують пам’ять безпосередньо в транзисторах, а не відправляють її в окреме сховище», — сказав Фіоренцо Оменетто, керівник Silklab університету Тафтса. Джерело