Трансформиране на биологията за проектиране на компютри от следващо поколение

Група учени е намерила начини за трансформиране на структури, които се срещат естествено в биологията, при клетъчните мембрани, за да създадат други архитектури като паралелните сегменти от 1nm-широка линия, приложими при компютрите.

Законът на Мур, който гласи, че броят на компонентите, които биха могли да бъдат гравирани върху повърхността на силиконовата подложка, се удвоява на всеки две години – беше предмет на неотдавнашен дебат.

По-бързият напредък на изчислителната техника през последното десетилетие накара някои експерти да твърдят, че законът на Мур, създанието на съоснователя на Intel, Гордън Мур от 60-те години, вече не е приложим. Особена загриженост предизвикват изчислителните устройства от следващо поколение, които изискват характеристики, по-малки от 10 нанометра, което води до неустойчиво увеличаване на разходите за производство.

Биологията рутинно създава характеристики в под-10nm мащаби, но те често са структурирани по начини, които не са възможни за прилагане при компютрите. Учени от университета Пардю (Purdue) съобщиха, че са намерила начини за трансформиране на структури, които се срещат естествено в клетъчните мембрани, за да създадат други архитектури, като паралелните сегменти от 1nm-широка линия, които са приложими за следващото поколение компютри.

Вдъхновени от биологични клетъчни мембрани, изследователите на Purdue в Claridge Research Group са разработили повърхности, които действат като молекулярни планове за разопаковане и подравняване на наноразмерни компоненти за компютри от следващо поколение. Тайната съставка? Вода, в малки количества.

„Биологията разполага с невероятен набор от инструменти за вграждане на химическа информация в някаква повърхност“, казва Шели Кларидж, преподавател по химия и биомедицинско инженерство в Пардю, ръководител на група изследователи на наноматериали. „Това, което откриваме е, че тези инструкции могат да станат още по-мощни в небиологични условия, където водата е оскъдна.“

В работата, която току-що е публикувана в Chem, издание на списание Journal to Cell, групата е установила, че ивици от липиди могат да разопаковат и са поръчали гъвкави златни нанопроводи с диаметър само 2 nm, над области, съответстващи на много милиони молекули в повърхността на шаблона.

„Истинската изненада дойде от важността на водата“, каза Кларидж. „Вашето тяло е предимно вода, така че молекулите във вашите клетъчни мембрани зависят от него, за да функционират. Дори след като трансформираме мембранната структура по начин, който е много небиологичен и я изсушава, тези молекули могат да изтеглят достатъчно вода от сухия зимен въздух за да си вършат работата.“

Работата на групата е в синхрон с празнуването на световния напредък в устойчивостта, като част от 150-годишнината на университета Purdue. Устойчивостта е една от четирите теми на фестивала за идеи на годишния празник, предназначен да покаже Пардю като интелектуален център за решаване на реални проблеми.

Изследователският екип работи със Службата за технологично комерсиализиране на Purdue Research Foundation за патентоване на тяхната работа. Те вече търсят партньори за продължаване на научните изследвания и за извеждане на технологията на пазара.