Electrónica biomolecular

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La electrónica biomolecular ( Nanobioelectrónica ) es una rama de la electrónica y la nanotecnología que utiliza biomateriales y los principios del procesamiento de información por parte de objetos biológicos en tecnología informática para crear dispositivos electrónicos. En 1974, A. Aviram y M. Ratner propusieron [1] utilizar moléculas individuales como base elemental de dispositivos electrónicos. Entonces M. Konrad propuso el concepto de neurona enzimática , basada en entornos distribuidos continuos que procesan información. Estas ideas dieron origen al paradigma cuasi-biológico , que, basado en las ideas de las redes neuronalesMcCulloch y Pitts, hicieron posible implementar prácticamente dispositivos de redes neuronales moleculares, por ejemplo, basados ​​en la proteína bacteriorrodopsina .

Logros

El ADN , el ARN , las proteínas y otras biomoléculas participan naturalmente en el transporte de carga y tienen un tamaño de nanómetros. La molécula de ADN tiene propiedades importantes para la creación de dispositivos electrónicos: autorreproducibilidad, capacidad de copia y autoensamblaje. Las moléculas biológicas pueden tener propiedades dieléctricas, metálicas, semiconductoras e incluso superconductoras [2] [3] [4] . Sobre su base, se pueden crear nanotransistores, nanodiodos, elementos lógicos , nanomotores , nanobiochips y otros dispositivos a nanoescala.

Se ha desarrollado el diseño de un nanobiochip electrónico cuyo funcionamiento se basa en la propiedad de cambiar la conductividad de un oligonucleótido monocatenario durante su hibridación con una región complementaria [5] [6] . Tal biochip será un millón de veces más productivo que los biochips ópticos de ADN. Al igual que un biochip óptico, un biochip electrónico se puede utilizar para diagnosticar diversas enfermedades y secuenciar simultáneamente cientos de miles de genes, lo que permite crear un pasaporte genético para un individuo.

Se supone que los dispositivos electrónicos basados ​​en biomoléculas serán mil veces más productivos que los semiconductores.

En la actualidad ya se ha desarrollado una tecnología para crear nanocables moleculares basados ​​en ADN [4] y memoria electrónica basada en el virus del mosaico del tabaco [7] .

Véase también

Notas

  1. ↑ Aviram, A., Ratner, MA, "Rectificadores moleculares", Chem. física Lett., 29, 1974, págs. 277-283
  2. ↑ HB Gray, JR Winkler, "Transferencia de electrones en proteínas", Annu. Rvdo. Bioquímica, (1996), v. 65, págs. 537-561
  3. ↑ J.Deisenhofer, JRNorris, (eds.), "The Photosynthetic Reaction Center", Academic Press, NY, (1993), II, p. 500
  4. ↑ 1 2 Q. Gu, C. Cheng, R. Conela, et al., Nanotechnology, (2006), v. 17, R14
  5. ↑ VD Lakhno, "ADN Nanobioelectrónica", Int. J. Cuant. Chem., (2008), v. 108, págs. 1970-1981. [1]  (enlace no disponible)
  6. ↑ VD Lakhno, VB Sultanov, "Sobre la posibilidad de nanobiochips electrónicos de ADN", J. Chem. teor. & Cómputos, (2007), v. 3, pág. 703-705. [2]  (enlace no disponible)
  7. ↑ RJ Tseng, C. Tsai, L. Ma, et al., " Nature Nanotechnology ", (2006), v. 1, 72

Literatura

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