Proton-baserad transistor kan låta maskin kommunicera med människa, och vice-versa

I dagens transistorer används elektroner för att skicka information, medan människokroppen använder sig av protoner och joner (ion) för att skicka signaler från en del till en annan. Nu har forskare lyckats ta fram en proton-baserad transistor som har potential att i framtiden integrera elektronik, eller vad det nu ska kallas då elektroner inte är inblandade – i människokroppen.

Att ha elektronik inbyggd i människokroppen, och låta den kommunicera eller agera som ett komplement är någonting forskarna länge strävat efter. Problemet har alltid legat i att den traditionella transistorn använder sig av elektroner, medan kroppen använder sig av protoner och joner för att skicka runt information.

“So there’s always this issue, a challenge, at the interface – how does an electronic signal translate into an ionic signal, or vice versa?[…]We found a biomaterial that is very good at conducting protons, and allows the potential to interface with living systems,” Marco Rolandi, biträdande professor i materialvetenskap och teknik.

I kroppen aktiveras “på” och “av”-switchar för energiöverföring biologisk väg med hjälp av protoner, ungefär som att en transistor har ett på(1) och av(0)-läge. Jonerna öppnar och stänga kanaler i cell-membranet för att pumpa saker in och ut ur cellen, för att bland annat skicka signaler till hjärnan eller att spänna muskler.

Den nya proton-transistorn skulle kunna göra det möjligt att övervaka dessa processer i kroppen, och generera protonströmmar för att kontrollera dessa funktioner i biologiska varelser – som människor. Den enhet man utvecklat består av stora bioinspirerade molekyler som kan flytta protoner, och sätta protonströmmar på ett av och på-läge. Alltså har man en transistor-teknik som på det stora hela liknar en traditionell transistor, bara att den nyttjar protoner istället.

Transistorn är byggd med en modifierad form av Chitosan, som ska vara enkel och billig att tillverka då det kan framställas med hjälp av skalen från skaldjur som annars slängs bort av matindustrin. Chitosan fungerar väldigt bra då det absorberar vatten, och gör egna vätebindningar med hjälp av det. Dessa vätebindningar kan protonerna sedan enkelt hoppa mellan.

Nästa steg blir att ta fram en transistor som kan användas med biologiska celler, då den nuvarande prototypen har en kisel-bas och därför inte går att använda i människokroppen. Det långsiktiga målet är att ta fram biokompatibla enheter som ska övervaka aktiviteter i människokroppen, och kontrollera vissa biologiska processer.

Källa: TGDaily