توسعه سیستم زیست الکترونیکی شبیه به موجود زنده

تاریخ : ۲۰ خرداد ۱۴۰۰

تعداد بازدید : ۲۲۱

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

پژوهشگران سامانه الکترونیکی ساختند که همانند موجود زنده انرژی مورد نیاز خود را تامین کرده و به محیط اطراف پاسخ می‌دهد. در این سامانه از نانومواد زیستی استخراج شده از باکتری استفاده شده است.

یک تیم تحقیقاتی از دانشگاه ماساچوست آمهرست، میکروسیستم الکترونیکی ساخته است که می تواند بدون هیچ گونه ورودی انرژی خارجی، دقیقاً مانند یک موجود زنده آگاه، به صورت هوشمندانه به ورودی های اطلاعات پاسخ دهد. این میکروسیستم از نوع جدیدی از مواد الکترونیکی ساخته شده است که می تواند سیگنال‌های الکترونیکی را پردازش کند و "از هوای رقیق"  محیط اطراف برق تولید کند.

 

نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای در  مجله Nature Communications منتشر شده است.

 

جون یائو، استادیار مهندسی برق و کامپیوتر (ECE) و استادیار مهندسی زیست پزشکی، با همکاری همکار دیرینه خود، درک آر. لوولی، استاد برجسته میکروب شناسی، این پروژه را رهبری کرده است.

 

هر دو بخش اصلی این میکروسیستم از نانوسیم های پروتئینی ساخته شده اند، یک ماده الکترونیکی "سبز" که به طور تجدیدپذیر از میکروب‌ها تولید می شود، بدون تولید "ضایعات الکترونیکی" ایجاد کنند. این تحقیق منادی پتانسیل الکترونیک سبز آینده است که از مواد زیستی پایدار ساخته شده  و قادر به تعامل با بدن انسان و محیط های متنوع هستند.

 

این پروژه در حال تولید "ریزسیستم هوشمند خود پایدار" است. تیاندا فو، دانشجوی تحصیلات تکمیلی در گروه یائو، نویسنده اصلی مقاله است. فو می‌گوید: «این آغاز مهیجی برای کشف امکان استفاده از ویژگی های" زنده "در حوزه الکترونیک است. من مشتاقانه منتظر نسخه های تکامل یافته تر هستم.»

 

این پروژه نشان دهنده تحول مداوم تحقیقات اخیر این تیم است. پیش از این، پژوهشگران این پروژه دریافته بودند که می توان از طریق یک ژنراتور هوا/رطوبت مبتنی بر نانوسیم پروتئین (یا "Air-Gen") الکتریسیته تولید کنند، دستگاهی که تقریباً در تمام محیط‌های موجود در زمین به طور مداوم برق تولید می کند. جزئیات مربوط به اختراع Air-Gen در سال 2020 در نیچر به چاپ رسیده است.

 

همچنین در سال 2020 ، آزمایشگاه یائو در Nature Communications مقاله‌ای چاپ کرده که در آن جزئیات مربوط به استفاده از نانوسیم های پروتئینی برای ساخت دستگاه های الکترونیکی به نام ممریستور ارائه شده  است.

 

یائو درباره این پروژه می‌گوید: « ما میکروسیستم‌هایی را تولید می کنیم که در آن از برق Air-Gen برای هدایت حسگرها و مدارهای ساخته شده از مموریستورهای پروتئین نانوسیم استفاده می شود. اکنون میکروسیستم الکترونیکی می توانند انرژی را از محیط زیست برای پشتیبانی از حسگری و محاسبات بدون نیاز به منبع انرژی خارجی دریافت کند. این انرژی تجدید‌پذیر بوده و از هوش کامل برخوردار است، دقیقاً مانند خوداگاهی در ارگانیسم های زنده.»

 

این سیستم همچنین از مواد زیستی سازگار با محیط زیست ساخته شده است و در آن  نانوسیم های پروتئینی جمع آوری شده از باکتری ها به کار رفته است.

 

یائو می گوید: « هم از نظر عملکرد و هم از نظر مواد ، ما یک سیستم الکترونیکی بسیار شبیه موجود زنده تولید کردیم.»

 

منبع : https://phys.org/news/2021-06-self-sustaining-intelligent-electronic-microsystems-green.html

نظر شما