تولید اولین تراشه کامپیوتری که توسط منابع زیستی کار می کند

به گزارش کلیک، بر اساس مطالعاتي كه توسط پروفسور ken Shepard انجام شده، اين اولين تلاش موفقيت آميز در جهان براي ايزوله كردن يك فرآيند زيستي و استفاده از آن به عنوان مولد انرژي براي مدارهای الکترونیکی بوده است و در واقع این مدارها بسیار شبیه مدارهایی است که در گوشی موبایل و یا کامپیوترهای ما مورد استفاده قرار می گیرد.
محققان این سیستم را با استفاده از یک پوسته چربی دو لایه مصنوعی که شامل پمپاژ یونی طبیعی بود، پیاده سازی کردند، که این پوسته توسط مولکول های انرژی ساز جهان هستی یاATP تغذیه می شود.
ATP يك كمك آنزيم مي باشد كه وظيفه جابجايي انرژي ميان سلول هاي زنده را به عهده دارد. اين كمك آنزيم، محصول نهايي فرآيندهايي مانند فتوسنتز و تنفس سلولي بوده و نيروي مورد نياز براي عملكرد مكانيكي سيستم هاي حياتي مانند تقسيم سلولي و انقباض ماهيچه اي را تأمين مي كند.
دانشمندان پوسته چربي را به يك مدار مجتمع نيم رساناي مكمل به حالت جامد(CMOS) متصل نمودند و پمپاژهای يوني از این طریق توانستند مدار را به کار بیاندازند.
پروفسور شفرد مي گويد: پمپاژهای يوني، بسيار شبيه ترانزيستورها عمل مي كنند. اين موردي است كه ما از آن براي پمپاژ مشابه براي حفظ پتانسيل ذخيره شده در نورون ها استفاده كرديم. در واقع اين پمپاژها، پتانسيل مناسبی برای پوسته چربي ايجاد مي كند و ما آن را توسط IC تجمیع کردیم و از اين انرژي در پوسته به منظور يون هاي پمپ کننده مدار مجتمع استفاده نموديم.
استفاده از يك مؤلفه زيستي مصنوعي و ايزوله شده یک رویکرد متفاوت است و می توانیم از آن برای پیاده سازی در تمام سیستم های حیاتی که به تراشه نیاز دارند، استفاده نماییم؛ اگرچه این کار در گذشته انجام شده و موفقیت های نسبی نیز بدست امده آست .

او اضافه كرد: ما اكنون نياز به كل سلول نداريم، ما تنها مولفه هايي از سلول را كه براي كارمان مورد نياز است برمي داريم.
ما ATP ها را در محيط ايزوله قرار داديم؛ چراکه آنها پروتئين هايي بودند كه به ما اجازه استخراج انرژي را مي دادند.
پروفسور شفرد مي گويد: تيم او در نظر دارد امكان گسترش استفاده از اين يافته را در علم الكترونيك بررسي نمايد.
وقتي مقياس هاي تكنولوژي به پايان مي رسد، ما بايد كمي خلاقانه تر عمل كنيم، همانگونه كه دستگاه هاي الكترونيكي را ايجاد كرديم و سيستم هاي مواد را شناسايي نموديم.
و اكنون اين سؤال مطرح است: "چگونه بايد اين حوزه را گسترش دهيم" و اين همان چيزي است كه هم اكنون در حال كار روي آن هستيم.
در حال حاضر چالش اصلی موجود اين است كه سعي كنيم اين سيستم را در مقياس كوچكتر پياده كرده و به دنبال راه هايي براي جلوگيري از فرسودگي زيستي باشيم. البته چالش هاي ديگري نيز در كنار این موضوع وجود دارند از جمله: پتانسيل تركيب فرآيندهاي زيستي و الكترونيكي كه در حال حاضر، بسيار دور از واقعيت است.
پروفسور شفرد در توضيح غيرممكن بودن تركيب پديده هاي زيستي و الكترونيكي، با لحني كنايه آميز گفت: "١٠٠ نفر از طراحان شركت Intel نتوانستند سيستم کامپیوتری طراحي كنند كه بگويد آيا در اتاق يك راسو وجود دارد يا خير؟ و بهترين زيست شناسان نيز موفق به ساخت يك راديو نشده اند!
ولی اگر ما بتوانیم تنها از قسمتی از فرایند زیستی مورد نیازمان استفاده کنیم و از کاربردهایش در مدار های الکترونیکی جامد استفاده کنیم، در نهایت به مجموعه ای ازقابلیت ها که تاکنون به آنها دسترسی نداشتیم، دست خواهیم یافت.