Biomolekylær elektronik

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 30. maj 2018; checks kræver 3 redigeringer .

Biomolekylær elektronik ( Nanobioelectronics ) er en gren af ​​elektronik og nanoteknologi , der bruger biomaterialer og principperne for informationsbehandling af biologiske objekter i computerteknologi til at skabe elektroniske enheder. I 1974 foreslog A. Aviram og M. Ratner [1] at bruge individuelle molekyler som den elementære base for elektroniske enheder. Derefter foreslog M. Konrad konceptet om en enzymatisk neuron , baseret på kontinuerlige distribuerede miljøer, der behandler information. Disse ideer gav anledning til det kvasi-biologiske paradigme , som, baseret på ideerne om neurale netværk af McCulloch og Pitts, tillod den praktiske implementering af molekylære neurale netværksenheder, for eksempel baseret på bacteriorhodopsin -proteinet .

Præstationer

DNA , RNA , proteiner og andre biomolekyler deltager naturligt i ladningstransport og er nanometer store. DNA-molekylet har vigtige egenskaber til at skabe elektroniske enheder: selvreproducerbarhed, evnen til at kopiere og selvsamle. Biologiske molekyler kan have dielektriske, metalliske, halvledere og endda superledende egenskaber [2] [3] [4] . På deres grundlag kan nanotransistorer, nanodioder, logiske elementer , nanomotorer , nanobiochips og andre nanoskalaenheder skabes.

Designet af en elektronisk nanobiochip er blevet udviklet, hvis funktion er baseret på egenskaben til at ændre ledningsevnen af ​​et enkeltstrenget oligonukleotid under dets hybridisering med en komplementær region [5] [6] . Sådan en biochip vil være en million gange mere produktiv end optiske DNA-biochips. Ligesom en optisk biochip kan en elektronisk biochip bruges til at diagnosticere forskellige sygdomme og samtidig sekventere hundredtusindvis af gener, hvilket gør det muligt at oprette et genetisk pas til et individ.

Det antages, at elektroniske enheder baseret på biomolekyler vil være tusind gange mere produktive end halvledere.

På nuværende tidspunkt er der allerede udviklet en teknologi til at skabe molekylære nanotråde baseret på DNA [4] og elektronisk hukommelse baseret på tobaksmosaikvirus [7] .

Se også

Noter

  1. ↑ Aviram, A., Ratner, MA, "Molecular rectifiers", Chem. Phys. Lett., 29, 1974, s. 277-283
  2. ↑ HB Gray, JR Winkler, "Electron transfer in proteins", Annu. Rev. Biochem, (1996), v. 65, s. 537-561
  3. ↑ J.Deisenhofer, JRNorris, (red.), "The Photosynthetic Reaction Center", Academic Press, NY, (1993), II, s. 500
  4. ↑ 1 2 Q. Gu, C. Cheng, R. Conela, et al., Nanotechnology, (2006), v. 17, R14
  5. ↑ VD Lakhno, "DNA Nanobioelectronics", Int. J. Quant. Chem., (2008), v. 108, s. 1970-1981. [1]  (utilgængeligt link)
  6. ↑ VD Lakhno, VB Sultanov, "Om muligheden for elektroniske DNA-nanobiochips", J. Chem. Theor. & Computations, (2007), v. 3, s. 703-705. [2]  (utilgængeligt link)
  7. ↑ RJ Tseng, C. Tsai, L. Ma, et al., " Nature Nanotechnology ", (2006), v. 1, 72

Litteratur

  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier
I bibliografiske kataloger
 Nanoteknologi
Beslægtede videnskaber
Personligheder
VilkårNanopartikel
Teknologi
Andet