(Phys.org) - Oubliez les virus informatiques - les bactéries productrices d'aimants pourraient être utilisées pour construire les ordinateurs de demain avec des disques durs plus gros et des connexions plus rapides.

Des chercheurs de l'Université de Leeds ont utilisé un type de bactérie qui "mange" le fer pour créer une surface d'aimants, similaires à ceux que l'on trouve dans les disques durs traditionnels, et câblage. Lorsque la bactérie ingère le fer, elle crée de minuscules aimants en elle-même.

L'équipe a également commencé à comprendre comment les protéines à l'intérieur de ces bactéries se rassemblent, façonner et positionner ces « nano-aimants » à l'intérieur de leurs cellules et peut désormais reproduire ce comportement à l'extérieur de la bactérie.

Dirigé par le Dr Sarah Staniland de l'École de physique et d'astronomie de l'Université, dans une collaboration de longue date avec l'Université d'agriculture et de technologie de Tokyo, l'équipe espère développer une approche « bottom-up » pour créer moins cher, l'électronique du futur plus respectueuse de l'environnement.

Le Dr Staniland a déclaré :« Nous atteignons rapidement les limites de la fabrication électronique traditionnelle à mesure que les composants informatiques deviennent plus petits. Les machines que nous avons traditionnellement utilisées pour les construire sont maladroites à si petite échelle. La nature nous a fourni l'outil parfait pour contourner ce problème ."

Le réseau magnétique a été créé par Johanna Galloway, étudiante au doctorat à Leeds, à l'aide d'une protéine qui crée des nanocristaux parfaits de magnétite à l'intérieur de la bactérie. Magnetospirilllum magnetum . Dans un processus semblable à l'impression de pommes de terre à une échelle beaucoup plus petite, cette protéine est attachée à une surface d'or dans un motif en damier et placée dans une solution contenant du fer.

A une température de 80°C, des cristaux de magnétite de taille similaire se forment sur les sections de la surface couvertes par la protéine. L'équipe travaille maintenant à réduire la taille de ces îlots d'aimants, afin de fabriquer des réseaux de nano-aimants simples. Ils prévoient également de faire varier les matériaux magnétiques que cette protéine peut contrôler. Ces prochaines étapes permettraient à chacun de ces nano-aimants de contenir un bit d'information permettant la construction de meilleurs disques durs.

"En utilisant la méthode" descendante " d'aujourd'hui - essentiellement sculpter de minuscules aimants à partir d'un gros aimant - il est de plus en plus difficile de produire les petits aimants de la même taille et de la même forme qui sont nécessaires pour stocker des données, " a déclaré Johanna Galloway. " En utilisant la méthode développée ici à Leeds, les protéines font tout le travail dur; ils ramassent le fer, créer le composé le plus magnétique, et disposez-le en cubes de taille régulière."

Une protéine différente a été utilisée pour créer de minuscules fils électriques par le Dr Masayoshi Tanaka, lors d'un détachement à Leeds de l'Université d'agriculture et de technologie de Tokyo. Ces « nanofils » sont constitués de « points quantiques » - des particules de sulfure de cuivre, d'indium et de sulfure de zinc qui brillent et conduisent l'électricité - et sont enfermés dans des molécules de graisse, ou des lipides.

Les bactéries magnétiques contiennent une protéine qui moule des mini-compartiments pour que les nano-aimants soient formés en utilisant les lipides de la membrane cellulaire. Le Dr Tanaka a utilisé une protéine similaire pour fabriquer des tubes de graisse contenant des points quantiques - un câblage biologique.

« Il est possible de régler ces fils biologiques pour avoir une résistance électrique particulière. À l'avenir, ils pourraient être cultivés connectés à d'autres composants dans le cadre d'un ordinateur entièrement biologique, " a déclaré le Dr Tanaka.

Le groupe de recherche et l'équipe de l'Université d'agriculture et de technologie de Tokyo, dirigé par le professeur Tadashi Matsunaga, envisagent maintenant d'examiner les processus biologiques qui sous-tendent le comportement de ces protéines. "Notre objectif est de développer une boîte à outils de protéines et de produits chimiques qui pourraient être utilisés pour développer des composants informatiques à partir de zéro, " ajoute le Dr Staniland.

Les papiers Réseaux de nanoparticules magnétiques bio-températures et Fabrication de tubes lipidiques avec points quantiques intégrés par protéine de tubulation membranaire sont publiés dans la revue Petit .