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生物二极管可能导致超级芯片

点击量:   时间:2017-06-02 05:10:23

保罗·马克斯(Paul Marks)有一天,“生物”计算机芯片可能能够存储和处理与今天的硅芯片一样多的信息,这些芯片正在接近小型化的极限日本研究小组创造了一个像二极管一样的蛋白质分子,这个梦想向现实迈进了一步二极管在电子学中很有用,因为它们只在一个方向上传导电流:一个称为整流的过程两个背靠背夹在中间的传统二极管制成晶体管,是微芯片中的基本处理和存储单元生物二极管由三菱电机和三得利的科学家利用日本国际贸易和工业部的资金建造,日本国际贸易和工业部迫切希望将日本置于生物计算的最前沿由Hyogo的Mitsubishi先进技术研发中心的高级研究员Satoshi Ueyama领导的团队合成了蛋白质,细胞色素c552,一种天然蛋白质,黄素,一种维生素,并称之为黄素细胞色素虽然新设备是合成的,但它的两个组件都是自然产生的,因此三菱表示它仍然可以被视为生物为了测试黄素细胞色素是否会像二极管一样,Ueyama的研究小组将几种蛋白质分子沉积在薄金膜上,这种金膜生长在云母基质上然后,他们用扫描隧道电子显微镜探测单个分子,在显微镜的探针尖端和金电极之间施加各种电压当施加电压以使显微镜尖端与金相比带正电时,没有电流流过分子但是当电压反转时,当电压达到900毫伏时,70皮安的电流流过分子这种行为非常类似于电子二极管 Ueyama说,发现电子从分子的黄素侧流向另一侧细胞色素中富含铁的血红素基团 “电子只能从黄素中的高能量水平转移到血红素中的较低能量水平 - 就像水从较高的地方流向较低的地方一样,”他说三菱团队认为它对电子如何在分子中移动有很好的了解黄素组从显微镜探针的尖端接收电子,分子上的电压足以让这个电子“跳”到含有铁(Fe3 +)离子的血红素基团铁离子接受进入的电子,瞬间变成铁(Fe2 +),然后将其传递到金膜电极并恢复到三价铁状态 Ueyama说,该装置是蛋白质分子的事实对其二极管作用至关重要黄素和血红素基团被多肽分开,所述多肽是氨基酸链,并且直到施加正电压,多肽阻断黄素和血红素之间的分子间电子转移黄素细胞色素分子长2.5纳米,作为存储芯片组件可用于创建大约是当今半导体RAM芯片密度的10000倍的器件,存储几个数据块三菱目前正在开发的最大微芯片仅使用0.25微米元件保存256兆位数据但与其他生物电子研究人员一样,三菱在电路中使用生物二极管还有很长的路要走例如,将分子连接到另一个组件提出了巨大的挑战创建一个有用的电路也是以色列雷霍沃特的Weizmann科学研究所的一个主要目标,