Forskare har byggt en hybrid bionanoelektronisk transistor som kan drivas av ATP, eller adenosintrifosfat, energivalutan i levande celler. Forskarna, Aleksandr Noy och kollegor från Lawrence Livermore National Lab, hävdar att den nya transistorn är det första integrerade bioelektroniska systemet, och kan ge ett sätt att integrera elektronik med kroppen.

"Jag hoppas att den här typen av teknik skulle kunna användas för att konstruera sömlösa bioelektroniska gränssnitt för att möjliggöra bättre kommunikation mellan levande organismer och maskiner, sa Noy.

Den ATP-drivna transistorn består av ett kolnanorör sträckt mellan två elektroder. Ändarna av nanoröret är belagda med ett isolerande polymerskikt, och hela systemet beläggs sedan i ett lipid-dubbelskikt, som liknar beläggningen i cellmembran.

När forskarna applicerade en spänning över elektroderna och hällde en lösning innehållande ATP, kaliumjoner, och natriumjoner på enheten, det fick en ström att flöda genom elektroderna. Ju mer ATP som används, desto starkare blev strömmen.

Som forskarna förklarar, enheten fungerar på detta sätt på grund av ett protein i lipiddubbelskiktet som fungerar som en jonpump när det utsätts för ATP. Under varje cykel, proteinet pumpar tre natriumjoner i en riktning och två kaliumjoner i motsatt riktning, vilket resulterar i nettopumpning av en laddning över lipiddubbelskiktet till nanoröret. När jonerna byggs upp, de skapar ett elektriskt fält runt mitten av nanoröret, öka dess ledningsförmåga.

Med andra ord, systemet fungerar genom att omvandla den mekaniska energin i nanoskala från jonernas rörelse till elektricitet. På det här sättet, transistorn kan användas för att bygga elektroniska enheter som kan drivas och styras med biologiska signaler. Till exempel, det kan leda till elektronik som finns permanent inuti kroppen utan att behöva batterier eller extern strömförsörjning, samt proteser som kan kopplas direkt in i kroppens nervsystem.

© 2010 PhysOrg.com