mercredi 30 décembre 2015

DES SCIENTIFIQUES CRÉENT LA PREMIÈRE PUCE D’ORDINATEUR ALIMENTÉE BIOLOGIQUEMENT AU MONDE


Le rêve de mélanger le biologique et une machinerie créée par l’homme se rapproche maintenant un peu plus du réel avec l’annonce de chercheurs en ingénierie de Columbia ont réussi à atteler un processus chimique et biologique de production d’énergie pour alimenter un circuit intégré à l’état solide CMOS.

Selon l’étude du professeur leader Ken Shepard, c’est le premier effort qui a réussi avec succès à isoler un processus biologique et à l’utiliser pour alimenter un circuit intégré, un peu comme ceux que nous utilisons dans les téléphones et les ordinateurs.

Les chercheurs ont développé le système en utilisant une membrane créée artificiellement de bicouche lipidique contenant naturellement des pompes ioniques, qui sont alimentées par une molécule qui fournit par hydrolyse, l’énergie nécessaire aux réactions chimiques du métabolisme, l’ATP (adénosine triphosphate).

L’ATP est la coenzyme qui transfère l’énergie chimique entre les cellules vivantes. C’est le produit de processus tels que la photosynthèse et la respiration cellulaire, et il alimente en énergie le travail mécanique des systèmes vivants, tels que la division cellulaire et la contraction des muscles.
Les scientifiques ont relié la membrane lipidique à un circuit intégré CMOS à l’état solide, et les pompes ioniques ont alimentés le circuit.

« Les pompes Ioniques agissent essentiellement de façon très similaire aux transistors, » souligne Ken Shepard. « Celle que nous avons utilisée est le même genre de pompe qui est utilisée pour maintenir le potentiel de repos dans les neurones. La pompe produit un potentiel réel à travers une membrane lipidique artificielle. Nous avons emballé cela avec le circuit intégré et nous avons utilisé l’énergie à travers cette membrane qui pompe les ions pour alimenter le circuit intégré « .



L’utilisation d’une composante biologique isolée et créée artificiellement est une approche différente pour l’interfaçage des systèmes vivants entiers avec des puces, ce qui a été fait dans le passé avec un succès variable.

« Nous n’avons pas besoin de l’ensemble de la cellule maintenant, » assure Ken Shepard. « Nous saisissons seulement la composante de la cellule qui fait ce que nous voulons. Pour ce projet, nous avons isolé les ATPases parce qu’elles étaient les protéines qui nous ont permis d’extraire l’énergie de l’ATP. »

Ken Shepard dit que l’équipe est enthousiaste à l’idée d’étendre l’éventail des possibilités dans l’électronique.

« A mesure que la technologie sera mise à une plus grande échelle, nous devons être un peu plus créatifs et expansifs dans la façon dont nous définissons un dispositif électronique et les systèmes de matériaux que nous utilisons pour créer des dispositifs électroniques, » dit-il. « Comment pouvons-nous élargir la palette? Voilà essentiellement ce à quoi correspond ce travail »



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