Учёные разрабатывают первый в мире чип, работающий на энергии биологического происхождения

Мечта о слиянии биологических систем и техногенного оборудования теперь стала немного ближе к реальности – судя по достижениям американских исследователей, которые смогли успешно использовать полученную в результате биологического процесса химическую энергию для обеспечения работы компьютерного чипа.

Согласно проведённому под руководством профессора Кена Шепарда исследованию, это первая в мире успешная попытка взять под контроль биологический процесс и использовать его для энергоснабжения интегральных микросхем, которые используются в телефонах и компьютерах.

Исследователи разработали систему, используя искусственно созданные липидные двухслойные мембраны, содержащие природные ионные насосы, которые приводятся в действие молекулами-носителями энергии биологического мира  —  АТФ (аденозинтрифосфаты). АТФ является коэнзимом, который передает химическую энергию между живыми клетками. Это конечный продукт таких процессов, как фотосинтез и клеточное дыхание, и он даёт энергию для выполнения живыми системами механической работы, например, деления клеток или мышечных сокращений.

Учёные подключили липидную мембрану к чипу на основе комплементарного металло-оксидного полупроводника (КМОП), а ионные насосы питали микросхему.

«Ионные насосы в основном действуют как транзисторы», — говорит Шепард.

Использование изолированного и искусственно созданного биологического компонента является новым подходом к взаимодействия живых систем с чипами.

«Нам не нужна вся клетка, — говорит Шепард. — Мы просто используем компоненты клетки, которые делают то, что мы хотим. Для этого мы выделили АТФазы, потому что эти белки позволяли нам извлекать энергию из АТФ».