Silicio, un elemento semiconduttore, è la base della più moderna tecnologia, compresi telefoni cellulari e computer. Ma secondo i ricercatori dell'Università di Tel Aviv, questo materiale sta rapidamente diventando obsoleto in un'industria che produce prodotti sempre più piccoli e meno dannosi per l'ambiente.

Ora, un team che include Ph.D. gli studenti Elad Mentovich e Netta Hendler del Dipartimento di Chimica della TAU e del Centro per le nanoscienze e le nanotecnologie, con il supervisore Dr. Shachar Richter e in collaborazione con il Prof. Michael Gozin e il suo Ph.D. studente Bogdan Belgorodsky, ha riunito tecniche all'avanguardia provenienti da più campi della scienza per creare transistor a base di proteine ​​- semiconduttori utilizzati per alimentare dispositivi elettronici - da materiali organici presenti nel corpo umano. Potrebbero diventare la base di una nuova generazione di nanotecnologie flessibili e biodegradabili.

Lavorare con il sangue, latte, e proteine ​​del muco che hanno la capacità di autoassemblarsi in un film semiconduttore, i ricercatori sono già riusciti a fare il primo passo verso schermi biodegradabili, e mirano a utilizzare questo metodo per sviluppare interi dispositivi elettronici. La loro ricerca, che è apparso sui giornali Nano lettere e Materiale avanzato , ha recentemente ricevuto un premio d'argento ai Materials Research Society Graduate Student Awards di Boston, MA.

Costruire il miglior transistor dal basso verso l'alto

Una delle sfide dell'utilizzo del silicio come semiconduttore è che un transistor deve essere creato con un approccio "top down". I produttori iniziano con un foglio di silicone e lo intagliano nella forma necessaria, come scolpire una scultura nella roccia. Questo metodo limita le capacità dei transistor quando si tratta di fattori quali dimensioni e flessibilità.

I ricercatori TAU si sono rivolti alla biologia e alla chimica per un approccio diverso alla costruzione del transistor ideale. Quando hanno mescolato varie combinazioni di sangue, latte, e proteine ​​del muco a qualsiasi materiale di base, le molecole si sono autoassemblate per creare un film semiconduttore su scala nanometrica. Nel caso delle proteine ​​del sangue, Per esempio, il film è alto circa quattro nanometri. La tecnologia attualmente in uso è di 18 nanometri, dice Mentovič.

Insieme, i tre diversi tipi di proteine ​​creano un circuito completo con capacità elettroniche e ottiche, ognuno portando qualcosa di unico in tavola. Le proteine ​​del sangue hanno la capacità di assorbire ossigeno, Mentovič dice, che consente il "doping" di semiconduttori con sostanze chimiche specifiche al fine di creare proprietà tecnologiche specifiche. proteine ​​del latte, noti per la loro forza in ambienti difficili, formano le fibre che sono gli elementi costitutivi dei transistor, mentre le proteine ​​della mucosa hanno la capacità di mantenersi rosse, verde e, i coloranti fluorescenti blu si separano, insieme creando l'emissione di luce bianca necessaria per le ottiche avanzate.

Globale, le capacità naturali di ciascuna proteina danno ai ricercatori un "controllo unico" sul transistor organico risultante, consentendo regolazioni per la conduttività, memoria di archiviazione, e fluorescenza tra le altre caratteristiche.

Una nuova era della tecnologia

La tecnologia sta ora passando da un'era del silicio a un'era del carbonio, nota Mentovich, e questo nuovo tipo di transistor potrebbe svolgere un ruolo importante. I transistor costruiti da queste proteine ​​saranno ideali per piccoli, dispositivi flessibili realizzati in plastica anziché in silicone, che esiste in forma di wafer che si frantumerebbe come il vetro se piegato. La svolta potrebbe portare a una nuova gamma di tecnologie flessibili, come schermi, cellulari e tablet, biosensori, e chip del microprocessore.

Altrettanto significativo, perché i ricercatori stanno usando proteine ​​naturali per costruire il loro transistor, i prodotti che creano saranno biodegradabili. È una tecnologia molto più rispettosa dell'ambiente che affronta il crescente problema dei rifiuti elettronici, che sta traboccando di discariche in tutto il mondo.