Electronică biomoleculară

Electronica biomoleculară ( Nanobioelectronics ) este o ramură a electronicii și nanotehnologiei care utilizează biomaterialele și principiile procesării informațiilor de către obiecte biologice în tehnologia computerelor pentru a crea dispozitive electronice. În 1974, A. Aviram și M. Ratner au propus [1] să folosească molecule individuale ca bază elementară a dispozitivelor electronice. Apoi M. Konrad a propus conceptul de neuron enzimatic , bazat pe medii distribuite continue care procesează informații. Aceste idei au dat naștere paradigmei cvasi-biologice , care, bazată pe ideile rețelelor neuronale ale lui McCulloch și Pitts, a permis implementarea practică a dispozitivelor de rețele neuronale moleculare, de exemplu, bazate pe proteina bacteriorhodopsin .

Realizări

ADN-ul , ARN -ul , proteinele și alte biomolecule participă în mod natural la transportul sarcinii și au dimensiuni nanometrice. Molecula de ADN are proprietăți importante pentru crearea dispozitivelor electronice: autoreproducibilitate, capacitatea de a copia și de a auto-asambla. Moleculele biologice pot avea proprietăți dielectrice, metalice, semiconductoare și chiar supraconductoare [2] [3] [4] . Pe baza acestora, pot fi create nanotranzistori, nanodiode, elemente logice , nanomotoare , nanobiocipuri și alte dispozitive la scară nanometrică.

S-a dezvoltat proiectarea unui nanobiocip electronic, a cărui funcționare se bazează pe proprietatea de a modifica conductivitatea unei oligonucleotide monocatenare în timpul hibridizării acesteia cu o regiune complementară [5] [6] . Un astfel de biocip va fi de un milion de ori mai productiv decât biocipurile ADN optice. Asemenea unui biocip optic, un biocip electronic poate fi folosit pentru a diagnostica diferite boli și, în același timp, a secvența sute de mii de gene, ceea ce face posibilă crearea unui pașaport genetic pentru un individ.

Se presupune că dispozitivele electronice bazate pe biomolecule vor fi de o mie de ori mai productive decât cele semiconductoare.

În prezent, a fost deja dezvoltată o tehnologie pentru crearea de nanofire moleculare bazate pe ADN [4] și memorie electronică bazată pe virusul mozaicului de tutun [7] .

Vezi și

• computer ADN
• calculator molecular
• comutator molecular
• Neurocalculator
• Nanotehnologie
• Nanoelemente electronice
• Fire moleculare bazate pe ADN
• Nanobiocipuri

Note

1. ↑ Aviram, A., Ratner, MA, „Molecular rectifiers”, Chem. Fiz. Lett., 29, 1974, pp. 277-283
2. ↑ HB Gray, JR Winkler, „Transferul de electroni în proteine”, Annu. Rev. Biochem, (1996), v. 65, pp. 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, „DNA Nanobioelectronics”, Int. J. Quant. Chim., (2008), v. 108, pp. 1970-1981. [1]  (link indisponibil)
6. ↑ VD Lakhno, VB Sultanov, „On the possibility of Electronic DNA Nanobiochips”, J. Chem. Theor. & Calcule, (2007), v. 3, p. 703-705. [2]  (link indisponibil)
7. ↑ RJ Tseng, C. Tsai, L. Ma, et al., „ Nature Nanotechnology ”, (2006), v. 1, 72

Literatură

• N. G. Rambidi, „Dispozitive de rețea neuronală biomoleculară”, M. 2002

Dicționare și enciclopedii	Britannica (online)
În cataloagele bibliografice	BNF : 121198188 J9U : 987007541145305171 LCCN : sh85086584 NKC : ph353318