Электрохимические транзисторы с уникальными свойствами. Новость Бесплатной технической библиотеки

НОВОСТИ НАУКИ И ТЕХНИКИ, НОВИНКИ ЭЛЕКТРОНИКИ
Бесплатная техническая библиотека / Лента новостей

Электрохимические транзисторы с уникальными свойствами

05.03.2023

Международная исследовательская группа Северо-Западного университета Китая создала электрохимический транзистор, проводящий как обычное электричество, так и ионы. Он совместим с кровью, одой и устойчив на открытом воздухе. Разработка основана на новом виде электронного полимера и вертикальной, а не плоской архитектуре. Сфера применения новинки - носимая электроника, биоэлектроника и медицина. Транзистор отличается высокой производительностью, легкостью и гибкостью.

Новый транзистор обладает способностью усиливать значимые сигналы, что делает его очень полезным для биомедицинского зондирования. Он позволит разработать носимые устройства, которые смогут выполнять обработку сигналов на месте - прямо в биотехнологической среде. Потенциальная сфера применения включает мониторинг частоты сердечных сокращений, уровня натрия и калия в крови, а также отслеживание движений глаз для изучения нарушений сна.

Вертикальный электрохимический транзистор на основе нового полимерного материала. Разработка и синтез материалов, а также изготовление и определение характеристик транзисторов требовали совместной работы химиков, материаловедов, биомедиков и инженеров всего мира.

Тобин Дж. Маркс, мировой лидер в области материаловедения и органической электроники, профессор каталитической химии в Колледже искусств и наук Вайнберга, возглавлял исследовательскую группу вместе с Антонио Факкетти, профессором химии в Вайнберге. В разработке участвовали Вэй Хуан, профессор Китайского университета электронных наук и технологий, Джонатан Ривней, профессор биомедицинской инженерии в школе Маккормика и 17 других ученых.

Для создания более надежных и мощных электронных схем необходимы транзисторы двух типов: транзисторы p-типа, несущие положительный заряд, и транзисторы n-типа, несущие отрицательный заряд. Цепи, состоящие из них, называются комплиментарными. Проблема, с которой исследователи сталкивались в прошлом, заключалась в том, что транзисторы n-типа сложны в изготовлении и, как правило, нестабильны.

Это первая работа, демонстрирующая электрохимические транзисторы обоих типов (p+n) со схожими и очень высокими характеристиками, что привело к созданию эффективных электрохимических комплементарных цепей.

<< Назад: Очень ранние занятия негативно влияют на успеваемость студентов 06.03.2023

>> Вперед: Электросхемы на чайном грибе 05.03.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Машина для прореживания цветов в садах 02.05.2024

В современном сельском хозяйстве развивается технологический прогресс, направленный на повышение эффективности процессов ухода за растениями. В Италии была представлена инновационная машина для прореживания цветов Florix, созданная с целью оптимизации этапа уборки урожая. Этот инструмент оснащен мобильными рычагами, позволяющими его легко адаптировать к особенностям сада. Оператор может регулировать скорость тонких проводов, управляя им из кабины трактора с помощью джойстика. Такой подход значительно повышает эффективность процесса прореживания цветов, обеспечивая возможность индивидуальной настройки под конкретные условия сада, а также сорт и вид фруктов, выращиваемых на нем. После двухлетних испытаний машины Florix на различных типах плодов результаты оказались весьма обнадеживающими. Фермеры, такие как Филиберто Монтанари, который использовал машину Florix в течение нескольких лет, отмечают значительное сокращение времени и трудозатрат, необходимых для прореживания цветов. ...>>

Усовершенствованный микроскоп инфракрасного диапазона 02.05.2024

Микроскопы играют важную роль в научных исследованиях, позволяя ученым погружаться в мир невидимых глазу структур и процессов. Однако различные методы микроскопии имеют свои ограничения, и среди них было ограничение разрешения при использовании инфракрасного диапазона. Но последние достижения японских исследователей из Токийского университета открывают новые перспективы для изучения микромира. Ученые из Токийского университета представили новый микроскоп, который революционизирует возможности микроскопии в инфракрасном диапазоне. Этот усовершенствованный прибор позволяет увидеть внутренние структуры живых бактерий с удивительной четкостью в нанометровом масштабе. Обычно микроскопы в среднем инфракрасном диапазоне ограничены низким разрешением, но новейшая разработка японских исследователей позволяет преодолеть эти ограничения. По словам ученых, разработанный микроскоп позволяет создавать изображения с разрешением до 120 нанометров, что в 30 раз превышает разрешение традиционных м ...>>

Воздушная ловушка для насекомых 01.05.2024

Сельское хозяйство – одна из ключевых отраслей экономики, и борьба с вредителями является неотъемлемой частью этого процесса. Команда ученых из Индийского совета сельскохозяйственных исследований – Центрального научно-исследовательского института картофеля (ICAR-CPRI) в Шимле представила инновационное решение этой проблемы – воздушную ловушку для насекомых, работающую от ветра. Это устройство адресует недостатки традиционных методов борьбы с вредителями, предоставляя данные о популяции насекомых в реальном времени. Ловушка полностью работает за счет энергии ветра, что делает ее экологически чистым решением, не требующим электропитания. Ее уникальная конструкция позволяет отслеживать как вредных, так и полезных насекомых, обеспечивая полный обзор популяции в любой сельскохозяйственной зоне. "Оценивая целевых вредителей в нужное время, мы можем принимать необходимые меры для контроля как насекомых-вредителей, так и болезней", – отмечает Капил ...>>

Угроза космического мусора для магнитного поля Земли 01.05.2024

Все чаще мы слышим об увеличении количества космического мусора, окружающего нашу планету. Однако не только активные спутники и космические аппараты способствуют этой проблеме, но и обломки старых миссий. Рост количества спутников, запускаемых компаниями, как SpaceX, создает не только возможности для развития интернета, но и серьезные угрозы для космической безопасности. Эксперты теперь обращают внимание на потенциальные последствия для магнитного поля Земли. Доктор Джонатан Макдауэлл из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики подчеркивает, что компании стремительно разворачивают спутниковые констелляции, и число спутников может вырасти до 100 000 в следующем десятилетии. Быстрое развитие этих космических армад спутников может привести к загрязнению плазменной среды Земли опасными обломками и угрозе устойчивости магнитосферы. Металлические обломки от использованных ракет могут нарушить ионосферу и магнитосферу. Обе эти системы играют ключевую роль в защите атмосферы и поддер ...>>

Застывание сыпучих веществ 30.04.2024

В мире науки существует достаточно загадок, и одной из них является странное поведение сыпучих материалов. Они могут вести себя как твердое тело, но внезапно превращаться в текучую жидкость. Этот феномен стал объектом внимания многих исследователей, и, возможно, наконец-то мы приближаемся к разгадке этой загадки. Представьте себе песок в песочных часах. Обычно он течет свободно, но в некоторых случаях его частицы начинают застревать, превращаясь из жидкого состояния в твердое. Этот переход имеет важное значение для многих областей, начиная от производства лекарств и заканчивая строительством. Исследователи из США предприняли попытку описать этот феномен и приблизиться к его пониманию. В ходе исследования, ученые провели моделирование в лаборатории, используя данные о пакетах полистироловых шариков. Они обнаружили, что вибрации внутри этих комплектов имеют определенные частоты, что означает, что через материал могут распространяться только определенные типы вибраций. Полученные ...>>

Случайная новость из Архива

Калькулятор на живых клетках 18.05.2013

Используя аналоговые схемы вычисления, ученые из Массачусетского технологического института создали живой калькулятор, способный вычислять логарифмы и извлекать квадратные корни.

Оригинальный калькулятор основан на синтетических, то есть созданных в лаборатории, живых клетках, в которых гены используются, как элементы вычислительной машины. Эти гены выполняют математические расчеты в аналоговом режиме, то есть соединяются и разделяются в процессе счета, используя природные биохимические функции. Благодаря тому, что применяются уже существующие клеточные механизмы, живой калькулятор работает гораздо эффективнее, чем гибриды, которым пытаются привить чужеродные "неживые" цифровые схемы вычислений.

Аналоговые вычисления с помощью живого калькулятора должны быть особенно полезны, например, для создания цифро-аналоговых систем, обнаруживающих пороговую концентрацию определенных молекул. Другими словами, на основе новой технологии можно создать высокоэффективные методики раннего выявления заболеваний.

Создание живого калькулятора началось с того, что ученые обнаружили сходство между аналоговыми транзисторными схемами и схемами химических процессов, которые происходят внутри клетки. В 2011 году даже удалось смоделировать биологические взаимодействия между ДНК и белками с помощью электронной схемы из всего 8 транзисторов.

В новой работе ученые сделали обратное: перенесли аналоговые электронные схемы в живые клетки. Аналоговые вычисления в случае биологии являются более эффективными, чем цифровые, особенно когда не требуется высокая точность вычислений. Аналоговые схемы в живых клетках используют природные непрерывные вычислительные функции, которые в естественных условиях обеспечивают жизнедеятельность клеток. Например уровень глюкозы в живых клетках служит аналогом тока или напряжения в электронной схеме.

Работает живой калькулятор, созданный в MIT, довольно просто. Чтобы создать аналоговую схему, способную складывать или умножать и вычислить общее количество двух или более соединений в клетке, исследователи использовали сочетание двух контуров, каждый из которых реагирует на отдельный фактор. В одной схеме сахар (арабиноза) воздействует на фактор транскрипции, который активирует ген, кодирующий зеленый флуоресцентный белок (GFP). Во второй схеме сигнальная молекула AHL также включает ген, который производит GFP. Таким образом, измеряя общее количество GFP, можно вычислить общую сумму арабинозы и AHL.

Подобным образом можно создавать живые аналоговые схемы, способные делить, извлекать квадратные корни и проводить другие вычисления. Пока эта работа лишь в начале длинного пути, но в будущем живые аналоговые вычислители откроют совершенно новые возможности. В частности значительно улучшится точность измерения экспрессии генов, молекулярного зондирования и управления работой живых клеток.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

All languages of this page

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте