Американские ученые создали первый в мире компьютерный чип, запитываемый от биологической «батареи»

Ученые из Школы инженерного дела и прикладных наук им. Фу Колумбийского университета еще на шаг приблизились к воплощению мечты симбиоза биологии и созданных человеком механизмов.

По словам профессора Кена Шепарда, возглавляющего исследование, ему и его коллегам впервые в мире удалось успешно изолировать биологический процесс, и использовать его как источник энергии для интегральной микросхемы, аналогичной тем, которые используются в современных смартфонах и компьютерах.

В основе разработанной исследователями системе лежит созданная искусственным путем клеточная мембрана, содержащая натуральные ионные насосы, за энергоснабжение которых отвечают первые биологические «молекулы-энергоносители» АТФ (аденозинтрифосфат). В первую очередь это соединение известно как универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах. АТФ вырабатываются в ходе таких процессов, как фотосинтез и клеточное дыхание, а также является источником энергии для таких процессов, как сокращение мышц и деление клеток.

Ученым удалось подсоединить клеточную мембрану к обычной интегральной схеме, изготовленной по технологии CMOS, и использоваться ионные насосы в качестве кабелей питания. В интервью источнику Шепард отметил, что эти ионные насосы работают по принципу транзисторов.

Использование изолированного и созданного искусственным путем биологического компонента, чтобы «подружить» полноценные живые системы с компьютерными чипами представляет собой принципиально новый подход. Нечто подобное удавалось с переменным успехом и ранее.

«Теперь нам не нужна вся клетка целиком», – объясняет Шепард уникальность собственного подхода. – «Мы просто берем часть клетки, которая отвечает за нужный нам процесс. В этом исследовании мы изолировали АТФазы, поскольку они являются протеинами, позволяющими извлекать энергию из АТФ».

Шепард утверждает, что он и его команда испытывают огромный восторг по поводу перспектив дальнейшего расширения спектра возможностей в области электроники, которые сулит их достижение.

Сейчас главной задачей, которою перед собой ставят исследователи, является уменьшение размеров системы и поиск способов управления процессом разложения биологического компонента. Если на секунду забыть о трудностях, которые еще предстоит решить, то можно сказать, что это действительно достижение, поражающее воображение. Только представьте себе высокотехнологические микросхемы будущего с биологическими компонентами разного назначения.