Các nhà nghiên cứu Phòng Thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore của Mỹ vừa phát minh ra một nền tảng hybrid đa năng sử dụng các dây nano bọc lipit để chế tạo các linh kiện nano điện tử sinh học mẫu.
Các bộ phận sinh học hỗn hợp trong các mạch điện tử có thể cải thiện các công cụ chẩn đoán và cảm ứng sinh học, phát triển các bộ phận giả thần kinh ví dụ như các mô cấy ốc tai và thậm chí có thể làm tăng hiệu suất của máy tính trong tương lai.
Trong khi các linh kiện truyền thông hiện đại dựa vào các điện trường và dòng điện để truyền thông tin, còn các hệ sinh học lại phức hợp hơn. Chúng sử dụng một kho các thụ thể tiếp nhận màng, các kênh và các bơm để kiểm soát việc truyền tín hiệu vốn không trọn vẹn bởi các máy tính công suất mạnh nhất. Ví dụ, chuyển đổi các sóng âm thành các xung thần kinh là một quy trình rất phức tạp, tuy vậy tai người không gặp khó khăn khi thực hiện việc này.
Mặc dù các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm tích hợp các hệ sinh học vào các vi điện tử, nhưng không có một ai có quan điểm về việc tích hợp vật liệu cấp độ cực nhỏ. Nhóm nghiên cứu cho biết, với việc tạo ra các vật liệu nano nhỏ hơn nữa, tương thích với kích thước của các phân tử sinh học, họ sẽ có thể tích hợp các hệ thống này ở mức độ cục bộ hơn. Để tạo ra nền tảng nano điện tử sinh học, nhóm nghiên cứu đã nghiên cứu các lớp màng lipit, vốn rất phong phú ở các tế bào sinh học. Những lớp màng này hình thành nên một hàng rào gần như không thấm, tự liền và ổn định đối với các ion và các phân tử nhỏ. Ngoài ra, các màng lipit này cũng có thể chứa một số lượng các máy protein có thể thực hiện một khối lượng lớn các chức năng nhận biết, vận chuyển và truyền tín hiệu ở tế bào.
Nhóm nghiên cứu đã tích hợp các màng lớp đôi lipit vào các transistor dây nano silicon bằng cách bọc dây nano bằng vỏ lớp đôi lipit liên tiếp để hình thành nên một hàng rào giữa bề mặt dây nano với các mẩu dung dịch. Nhóm nghiên cứu cho biết, cấu hình dây được bảo vệ này cho phép họ sử dụng các lỗ rỗ màng làm lối mòn duy nhất cho các ion để đi tới dây nano. Đó là lý do tại sao họ có thể sử dụng thiết bị dây nano để giám sát việc vận chuyển chuyên biệt và đồng thời điều khiển protein lớp màng. Nhóm nghiên cứu cho thấy, bằng cách thay đổi một điện áp cổng của thiết bị, họ có thể mở và đóng lỗ rỗ của lớp màng một cách điện tử.
CNM (Theo Vista)