Silicium, un élément semi-conducteur, est la base de la technologie la plus moderne, y compris les téléphones portables et les ordinateurs. Mais selon les chercheurs de l'Université de Tel Aviv, ce matériau devient rapidement obsolète dans une industrie produisant des produits de plus en plus petits et moins nocifs pour l'environnement.
Maintenant, une équipe dont Ph.D. les étudiants Elad Mentovich et Netta Hendler du département de chimie de la TAU et du Centre de nanoscience et de nanotechnologie, avec le superviseur Dr. Shachar Richter et en collaboration avec le Prof. Michael Gozin et son doctorat. étudiant Bogdan Belgorodsky, a réuni des techniques de pointe de plusieurs domaines scientifiques pour créer des transistors à base de protéines - des semi-conducteurs utilisés pour alimenter des appareils électroniques - à partir de matériaux organiques présents dans le corps humain. Ils pourraient devenir la base d'une nouvelle génération de technologies nanométriques à la fois flexibles et biodégradables.
Travailler avec le sang, Le Lait, et des protéines de mucus qui ont la capacité de s'auto-assembler en un film semi-conducteur, les chercheurs ont déjà réussi à faire le premier pas vers des écrans d'affichage biodégradables, et ils visent à utiliser cette méthode pour développer des appareils électroniques entiers. Leurs recherches, qui a paru dans les journaux Lettres nano et Matériaux avancés , a récemment reçu un prix d'argent aux Materials Research Society Graduate Student Awards à Boston, MA.
Construire le meilleur transistor de bas en haut
L'un des défis de l'utilisation du silicium comme semi-conducteur est qu'un transistor doit être créé avec une approche « top down ». Les fabricants commencent avec une feuille de silicium et la sculptent dans la forme nécessaire, comme tailler une sculpture dans un rocher. Cette méthode limite les capacités des transistors en ce qui concerne des facteurs tels que la taille et la flexibilité.
Les chercheurs du TAU se sont tournés vers la biologie et la chimie pour une approche différente de la construction du transistor idéal. Quand ils ont pommé diverses combinaisons de sang, Le Lait, et des protéines de mucus à n'importe quel matériau de base, les molécules se sont auto-assemblées pour créer un film semi-conducteur à l'échelle nanométrique. Dans le cas des protéines sanguines, par exemple, le film a une hauteur d'environ quatre nanomètres. La technologie actuellement utilisée est de 18 nanomètres, dit Mentovitch.
Ensemble, les trois différents types de protéines créent un circuit complet avec des capacités électroniques et optiques, chacun apportant quelque chose d'unique à la table. Les protéines sanguines ont la capacité d'absorber l'oxygène, Mentovitch dit, qui permet le "dopage" des semi-conducteurs avec des produits chimiques spécifiques afin de créer des propriétés technologiques spécifiques. Protéines de lait, reconnus pour leur résistance dans des environnements difficiles, forment les fibres qui sont les briques des transistors, tandis que les protéines muqueuses ont la capacité de rester rouges, vert et, les colorants fluorescents bleus se séparent, ensemble créant l'émission de lumière blanche qui est nécessaire pour l'optique avancée.
Globalement, les capacités naturelles de chaque protéine donnent aux chercheurs un "contrôle unique" sur le transistor organique résultant, permettant des ajustements pour la conductivité, Stockage de mémoire, et la fluorescence parmi d'autres caractéristiques.
Une nouvelle ère technologique
La technologie passe désormais d'une ère du silicium à une ère du carbone, note Mentovitch, et ce nouveau type de transistor pourrait jouer un grand rôle. Les transistors construits à partir de ces protéines seront idéaux pour les petits, des dispositifs flexibles en plastique plutôt qu'en silicone, qui existe sous forme de plaquette qui se briserait comme du verre s'il était plié. La percée pourrait conduire à une nouvelle gamme de technologies flexibles, tels que les écrans, téléphones portables et tablettes, biocapteurs, et puces de microprocesseur.
Tout aussi important, parce que les chercheurs utilisent des protéines naturelles pour construire leur transistor, les produits qu'ils créent seront biodégradables. C'est une technologie beaucoup plus respectueuse de l'environnement qui s'attaque au problème croissant des déchets électroniques, qui déborde de décharges dans le monde entier.
