ПОСЛЕЗАВТРА
Гибридные транзисторы откроют путь к интеграции биологии и микроэлектроники
В Университете Тафтса (США) создали гибридные транзисторы, изолятор в которых выполнен из биоинженерного шелка. В будущем подобные гибридные транзисторы позволят создавать продвинутые микросхемы, реагирующие на изменения в организме и окружающей среде. Результаты исследования были опубликованы в журнале Advanced Materials.
Для демонстрации возможностей гибридных транзисторов ученые построили прототип высокочувствительного и сверхбыстрого датчика дыхания, регистрирующего изменения влажности. Последующие модификации шелкового слоя в транзисторах позволят создавать детекторы, обнаруживающие некоторые сердечно-сосудистые и легочные заболевания, апноэ во сне (остановка дыхательных движений) или определяющие уровень диоксида углерода и других газов в дыхании человека. Другие сенсоры с гибридными транзисторами смогут определять в крови уровни глюкозы и сатурации кислородом, выявлять антитела и давать другую диагностическую информацию.
«Представьте себе создание микросхем, использующих информацию не в виде дискретных бинарных величин, используемых в цифровых вычислениях, но в виде переменных значений, используемых в аналоговых устройствах, вариативность которых зависит от того, что находится внутри шелкового изолятора», — объясняет Фиоренцо Оменетто, руководитель исследования.
Сложность в создании гибридных транзисторов заключалась в создании шелка наноразмеров, толщиной в 10 тыс. раз меньше диаметра человеческого волоса. Решив эту проблему, ученые теперь могут комбинировать кремний с биологическими элементами, получая на выходе микропроцессоры, работающие подобно нейронным сетям. В перспективе это означает создание продвинутых сенсоров, регистрирующих сложные биологические состояния, а также крупномасштабных аналоговых и нейроморфных вычислений. Гибридные транзисторы также позволят производить умные микросхемы, способные к самообучению и записи информации напрямую в транзисторы без необходимости использования стороннего хранилища.