Ispirato dagli elementi strutturali unici delle membrane cellulari biologiche animali e vegetali, I ricercatori della Purdue University hanno aumentato la produzione di elettronica su scala nanometrica replicando la precisione molecolare vivente e "crescendo" un circuito di celle solari da utilizzare su superfici elettroniche.

La tecnologia potrebbe affrontare alcune delle più grandi sfide nella produzione di dispositivi elettronici e optoelettronici su scala nanometrica:scalare per soddisfare la domanda di produzione di migliori, telefoni più veloci, computer e altri dispositivi elettronici.

Nelle membrane cellulari, molecole con teste e code distintive stanno insieme, ben imballato, come i pendolari in una metropolitana all'ora di punta. Per la maggior parte, solo le teste delle molecole sono esposte all'ambiente intorno alla cellula, dove controllano le interazioni con altre cellule e con il mondo in generale.

"La biologia ha sviluppato una serie fenomenale di elementi costitutivi per incorporare informazioni chimiche in una superficie, " disse Shelley Claridge, un assistente professore di chimica e ingegneria biomedica a Purdue, chi guida il gruppo. "Speriamo di tradurre ciò che abbiamo appreso dalla progettazione biologica per affrontare le attuali sfide di ridimensionamento nella fabbricazione industriale di dispositivi elettronici e optoelettronici su scala nanometrica".

Una di queste sfide di ridimensionamento riguarda il controllo della struttura superficiale su scale inferiori a 10 nanometri, un'esigenza comune ai moderni dispositivi per l'informatica e la conversione dell'energia.

Il gruppo di ricerca di Claridge ha scoperto che è possibile progettare superfici in cui siedono i fosfolipidi, piuttosto che stare in superficie, esponendo sia le teste che le code di ciascuna molecola. Poiché la membrana cellulare è notevolmente sottile, solo pochi atomi di diametro, questo crea modelli chimici a strisce con scale tra 5 e 10 nm, una scala molto rilevante per il design del dispositivo.

Una scoperta unica del team rivela che queste strisce, monostrati "seduti" di fosfolipidi influenzano la forma e l'allineamento delle nanogocce liquide posizionate sulle superfici. Tale bagnatura direzionale su scala molecolare può localizzare interazioni soluzione-fase con materiali 2-D, potenzialmente facilitare la deposizione di costituenti per dispositivi a base di grafene.