`

СПЕЦИАЛЬНЫЕ
ПАРТНЕРЫ
ПРОЕКТА

Архив номеров

Как изменилось финансирование ИТ-направления в вашей организации?

Best CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонид Бараш

Связь между устройствами и живыми объектами

+66
голосов

Если связь между устройствами осуществляется с помощью электронов, то живые объекты посылают сигналы и обрабатывают их с помощью ионов или протонов.

Специалисты по материаловедению из Университета Вашингтона (UW) построили новый транзистор, который использует протоны, создав ключевой элемент для устройств, которые могут напрямую устанавливать связь с живыми объектами.

Устройства, которые устанавливают связь с процессами в человеческом организме, изучаются для биологических целей или для протезирования, но в типичном случае они для связи используют электроны. «Здесь всегда существует проблема интерфейса – как электронный сигнал транслировать в ионный сигнал или наоборот, - говорит Марко Роланди (Marco Rolandi), адъюнкт-профессор UW. – Мы нашли биоматериал, который хорошо проводит протоны, и может потенциально служить интерфейсом с живыми системами».

В организме протоны активируют переключатели "on" и "off" и являются основными игроками в процессах переносах энергии. Ионы открывают и закрывают каналы в клеточной мембране. Животные, включая людей, используют ионы для сокращения мышц и передачи сигналов мозга. Машина, которая была бы совместима с живыми системами таким способом, могла бы за короткое время выполнить мониторинг таких процессов. Когда-нибудь она сможет генерировать протонный ток, чтобы напрямую управлять определенными функциями.

Первым шагом к такому типу управления является транзистор, который может посылать импульсы протонного тока. Прототип, построенный в UW, является первым таким устройством, использующим протоны. Его ширина около 5 мкм, примерно 1/12 толщины человеческого волоса.

«В нашем устройстве большая молекула биологического типа может перемещать протоны, и протонный ток может включаться и выключаться аналогично электронному току в любом другом полевом транзисторе», - сказал Роланди.

Устройство использует модифицированную форму компаунда хитозана (аминосахарида), первоначально экстрагированного их хитинового перышка кальмара, остаточной структуры от отжившей раковины. Материал совместим с живыми организмами и легок в производстве.

Научный сотрудник Чао Чжун (Chao Zhong) и аспирант Инсин Ден (Yingxin Deng) обнаружили, что эта форма хитозана хорошо транспортирует протоны. Хитозан абсорбирует воду и образует много водородных связей, поэтому протоны способны переходить от одной водородной связи к другой. Компьютерная модель транспорта заряда, развитая совместно с проф. М. П. Анатрамом (M.P. Anantram) и Анитой Рудсари (Anita Fadavi Roudsari) из Университета Ватерлоо, Канада, продемонстрировала хорошее совпадение с экспериментом.

Существующий прототип имеет кремниевую основу и не может быть использован в теле человека. Со временем, однако, будет разработана биосовместимая версия, которая может прямо имплантироваться в живые организмы для мониторинга и даже прямого управления определенными биологическими процессами.

           Связь между устройствами и живыми объектами
Слева – цветное фото устройства, наложенное на рисунок других компонент. Справа – увеличенное изображение хитозановых волокон.

+66
голосов

Напечатать Отправить другу

Читайте также

почему же ионов или протонов? протон это ион водорода, вернее, наоборот (водород это система захваченного протоном электрона). но ведь в лексическом (не семантическом) смысле это ничего не меняет, потому в предложении противопоставляется общее и частное.
ладно, шучу))
протоны это уже не только информация, а вещества определенной формы, а клеточный биокомп - штырьево-механический (всяческие взаимодействия проявляются уровнем ниже). ладно, опять я)))

 
 
IDC
Реклама
На Каширской съемное протезирование в Москве.

  •  Home  •  Рынок  •  ИТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Сети  •  Безопасность  •  Наука  •  IoT