Elkészült a protonalapú tranzisztor prototípusa

Bár a robotok egyre okosabbak lesznek, és egyre több mindenre lehet rávenni őket, a kutatók más területeken is igyekeznek áttörést elérni. A gépeknek ugyan nagy előnye, hogy teljes mértékben emberi irányítás alá rendelhetők, viszont egyelőre képtelenség olyan szerkezetet építeni, ami annyira hatékony, mint az élőlények, így például az ember testfelépítése. A kiborgok régóta izgatják az emberek fantáziáját, de a sci-fi filmek életre keltésére még várnunk kell: egyelőre be kell érjük némileg szerényebb próbálkozásokkal, az orvostudomány területén például már egy évtizeden belül megvalósítható lesz, hogy gépeken keresztül, közvetlenül tudjunk utasításokat adni az emberi szervezetnek.

Elektron helyett protont

Az elképzelés kapcsán eddig a legnagyobb problémát a közvetlen ember-gép kapcsolat megteremtése okozta: az elektronikus eszközök negatív töltésű elektronok segítségével küldenek információkat, míg az emberi test és más élőlények által továbbított jelek protonok, pontosabban pozitív töltésű hidrogénatomok, illetve ionok formájában terjednek. A Washington Egyetem kutatói most olyan tranzisztort építettek, ami elektronok helyett protonokat használ, ezzel együtt megtették az első lépést az eszköz kifejlesztése felé, amivel akár közvetlenül vezérelhetnek bizonyos testi funkciókat.

A protonok kulcsfontosságú szerepet töltenek be a szervezet energiatovábbításában, egyúttal ezek aktiválják a “ki-be kapcsolókat” benne. Az ionok nyitják és zárják a sejtmembrán csatornáit, amin keresztül befelé és kifelé pumpálhat a sejt bizonyos anyagokat, valamint az állatok és az emberek ionokat használnak például az izmaik megfeszítéséhez és az agyi jelek továbbításához is. Olyan gépek ugyan eddig is léteztek, amelyekkel meg lehetett figyelni ezeket a folyamatokat, a jövőben elérendő cél viszont az, hogy a gép által generált protonáramlattal manuálisan is lehessen irányítani őket.

Nagy pénz, nagy szívás: útravaló csúcstámadó IT-soknak Az informatikai vezetősködés sokak álma, de az árnyoldalaival kevesen vannak tisztában.

A Nature Communications online szaklapban megjelent tanulmányban bemutatott, mindössze öt mikron széles találmány ennek az eszköznek lehet az alapköve. A prototípusként létező térvezérlésű tranzisztor működése tökéletesen megegyezik az elektronikus rendszerekben ma alkalmazott tranzisztorokéval, ugyanúgy rendelkezik forrással (source), kapuval (gate) és nyelővel (drain), illetve impulzus küldésére is képes - a trükköt a tranzisztor alapanyagában kell keresni. A könnyű elektronokat egyszerű a szilárd testeken belül mozgatni, a jóval nehezebb protonokat és ionokat már bonyolultabb feladat. Az ilyen jellegű erőfeszítések alapja általában a víz, ahol mikrocsatornákban utaznak a feloldott ionok vagy protonok.

Tengeri alapanyagból

Az eszköz részben a természetgyógyászatban is alkalmazott chitosanból készült, ezt az anyagot a vöröslábú tengeri rákok páncéljából nyerik ki a kitint megkeményítő acil eltávolításával. A chitosan bioeredetű és nem mérgező, a szervezet is befogadja, ráadásul könnyű beszerezni, többek között az élelmiszeripar által leselejtezett rákpáncélok feldolgozásával. A tranzisztor működése során a chitosan vizet nyel el, amit hidrogénkötésekké alakít, a maleinsavból felszabaduló protonok pedig a hidrogénnel “megágyazott” csatornán mozognak tovább a test többi része felé.

Fejlődni még mindig van hova: az eszköz kezdetlegességét mutatja, hogy a mostani prototípus egyelőre nem alkalmazható az emberi szervezetben, ugyanis alapvetően még mindig szilíciumra épül. A kutatók szerint a cél, hogy elkészüljön a beültethető változat, majd utána az eszköz, amivel az emberi szervezet könnyedén rávehető, hogy fogadja be a mesterséges végtagokat, a sejteket pedig akár utasítani is lehetne, hogy szívják be a gyógyszereket a hatékonyabb gyógykezelés érdekében. A következő évtized során a közvetlen sejtérzékelésben lehet hatalmas szerepe a találmánynak, állítják a tervezők.