Nanorør transistor styret af ATP kunne forbedre menneske-maskine kommunikation

Forskere har bygget en hybrid bionanoelektronisk transistor, der kan drives af ATP, eller adenosintrifosfat, energivalutaen i levende celler. Forskerne, Aleksandr Noy og kolleger fra Lawrence Livermore National Lab, hævder, at den nye transistor er det første integrerede bioelektroniske system, og kunne give en måde at integrere elektronik med kroppen på.

"Jeg håber, at denne type teknologi kan bruges til at konstruere sømløse bioelektroniske grænseflader for at tillade bedre kommunikation mellem levende organismer og maskiner, " sagde Noy.

Den ATP-drevne transistor består af et kulstof nanorør strakt mellem to elektroder. Enderne af nanorøret er belagt med et isolerende polymerlag, og hele systemet belægges derefter i et lipid-dobbeltlag, som ligner belægningen i cellemembraner.

Da forskerne påførte en spænding over elektroderne og hældte en opløsning indeholdende ATP, kaliumioner, og natriumioner på enheden, det fik en strøm til at løbe gennem elektroderne. Jo mere ATP der bruges, jo stærkere blev strømmen.

Som forskerne forklarer, enheden fungerer på denne måde på grund af et protein i lipid-dobbeltlaget, der fungerer som en ionpumpe, når det udsættes for ATP. Under hver cyklus, proteinet pumper tre natriumioner i den ene retning og to kaliumioner i den modsatte retning, resulterer i nettopumpning af en ladning hen over lipid-bilaget til nanorøret. Når ionerne opbygges, de skaber et elektrisk felt omkring midten af ​​nanorøret, øge dens ledningsevne.

Med andre ord, systemet fungerer ved at omdanne den mekaniske energi på nanoskala fra ionernes bevægelse til elektricitet. På denne måde transistoren kunne bruges til at bygge elektroniske enheder, der kan drives og styres med biologiske signaler. For eksempel, det kan føre til elektronik, der er permanent inde i kroppen uden at kræve batterier eller eksterne strømforsyninger, samt proteser, der kan kobles direkte ind i kroppens nervesystem.

© 2010 PhysOrg.com