- •1. Строение, свойства и классификация полимеров
- •1.1. Строение, химические связи и классификация полимеров[1]
- •1.3. Полупроводниковые и проводящие полимеры
- •1.4 Электрические свойства полимеров
- •2. Материалы на основе полимеров
- •2.1. Проводящие полимеры[4]
- •2.2. Светоизлучающие диоды
- •2.3. Системы отображения информации
- •2.4. Полимерные транзисторы [6]
- •2.5. Спиновые полимерные транзисторы
- •2.6. Печать пластиковых транзисторов
- •2.7. Бумажный транзистор
- •2.8. Биотранзистор и биопротонный транзистор
- •2.8.1. Биотранзистор
- •2.8.2. Биопротонный транзистор[11]
- •2.9. Полимерные пленки
- •3. Поливиниловый спирт
- •9.6.8. Поливиниловый спирт («Полимерные пленки» е.М.Абдель-Бари пер.С англ. Под ред. Г.Е.Заикова изд-во Профессия Спб 2006г.)
- •3. Белки
- •3.1. Пространственные конформации белковых молекул [14].
- •3.2. Фазовый переход «глобула – клубок».
- •4. Диэлектрическая проницаемость и поляризуемость полимеров
- •4.1. Диэлектрическая проницаемость[20]
- •4.2. Явление диэлектрической поляризации
- •Список литературы
- •Оглавление
- •1. Строение, свойства и классификация полимеров
- •1.1. Строение, химические связи и классификация полимеров
- •1.2. Особенности физических свойств полимеров
2.8. Биотранзистор и биопротонный транзистор
2.8.1. Биотранзистор
Группа ученых с помощью передовых методов из различных областей науки создали транзистор на основе белков, присутствующих в организме человека. По расчетам разработчиков из Тель-Авивского университета, новая технология может стать основой для различных гибких электронных наноустройств, обладающих способностью к биоразложению.
Одна из проблем использования кремния в качестве полупроводника заключается в том, что кремниевый транзистор должен создаваться «сверху вниз». Производители берут лист кремния и фактически «вырезают» из него микрочип. Этот метод ограничивает возможности транзисторов, особенно в плане миниатюризации и гибкости. Таким образом, кремний стремительно устаревает. Новые транзисторы изготовлены не из традиционного хрупкого кремния, а из белков.
Ученые использовали последние достижения химии и биологии для создания идеального транзистора. Они изучали различные комбинации протеинов крови, молока и слизи с целью создания самоорганизующихся молекул, формирующих полупроводниковые пленки на наноуровне. В случае с белками крови, например, удалось получить пленки толщиной около 4 нанометров, что в 4,5 раза тоньше, чем при использовании современных кремниевых технологий.
С помощью белков трех различных видов можно создать полноценную электронную схему, обладающую уникальными возможностями. Например, белок крови имеет способность поглощать кислород, что позволяет производить полупроводники из определенных химических веществ.
В свою очередь, молочные протеины образуют волокна, формирующие структуру транзисторов, в то время как белки слизистой оболочки имеют возможность удерживать красный, зеленый и синий флуоресцентные красители. Таким образом схема может излучать белый свет, необходимый для продвинутой оптики.
В целом, природные особенности каждого белка дают исследователям возможность управлять свойствами органического транзистора: менять проводимость, память, флуоресценцию и т.д.[11]
Другая группа ученых в 2005 году предложила биотранзистор влажного типа, составленный из металлопротеинов. Металлопротеин имеет окислительно-восстановительную реакцию и естественную передачу электронов между молекулярным донором и акцептором. С тех пор биотранзисторы стали кандидатом для использования в биоэлектронике.
В 2006 году ученые из университета Огайо отслеживали изменение структуры молекулы хлорофилла, выделенного из растений шпината. Затем внесли в нее дополнительный электрон, и смогли создать биологический переключатель, способный принимать четыре различных положения — от полностью вытянутого до скрученного.
Рис.2.3 Схема бионанотранзистора: тёмно-серая сердцевина – кремниевый проводник, голубым цветом показан двойной липидный слой, фиолетовым – пептидные ионные каналы.
Авторы новой работы вдохновлялись мембранами клеток, обладающих виртуозными молекулярными механизмами для восприятия и передачи сигналов. В некоторых аспектах эти живые системы превосходят современную электронику. Американцы построили свой транзистор, покрыв кремниевую нанонить двойным липидным слоем. Он образовал непроницаемый барьер между нанопроводом и окружающим систему раствором.
В биологическую мембрану также встроили молекулы аламетицина. Эти пептиды образовали ионные каналы. Меняя напряжение на устройстве (на затворе), его создатели получили возможность влиять и на транспорт протонов через аламетициновые «ворота», открывая и закрывая эти поры в мембране по желанию, что, в свою очередь, влияло на ток через проводник.
Хотя ранее исследователи уже пробовали соединять живые системы с электронными (например, коммутируя нейроны и живые клетки с микросхемами), никто не осуществлял это в столь малом пространственном масштабе. Создатели бионаноэлектронного устройства полагают, что оно пригодится в биологических исследованиях, в построении медицинских биоэлектронных имплантатов и диагностических систем и т.п.[6]