EvhaberYumuşak 3D Transistörler Ana Hücreler

Yumuşak 3D Transistörler Ana Hücreler

Canlı hücreleri barındırabilen esnek, hidrojel bazlı transistörler, yarı iletken cihazlar ile biyolojik sistemler arasındaki sınırı bulanıklaştıran yeni bir biyo-entegre elektronik sınıfına işaret ediyor.



Hong Kong Üniversitesi'nin Giyilebilir, Akıllı, Yumuşak Elektronik (WISE) grubundaki araştırmacılar, canlı hücrelerle bütünleşebilen ilk yumuşak, üç boyutlu transistörleri geliştirdi; bu, biyoelektroniği ve tıbbi cihaz tasarımını yeniden şekillendirebilecek bir ilerleme.Modern elektroniğin merkezinde silikon transistörler bulunur: telefonlardan sunuculara kadar her şeydeki çipleri çalıştıran sert, düzlemsel anahtarlar.Ancak sertlikleri, yumuşak, canlı dokuyla ne kadar iyi arayüz kurabileceklerini sınırlıyor.

Bu boşluğu ele alan Profesör Shiming Zhang liderliğindeki HKU-WISE ekibi, yalnızca esnek ve biyouyumlu değil, aynı zamanda canlı hücreleri doğrudan barındırabilecek kadar kalın (milimetre ölçeğinde) hidrojel bazlı 3D transistörler yarattı.Geleneksel yarı iletkenlerin aksine, bu hidrojel malzemeler, 3 boyutlu bir kendi kendine montaj işlemi yoluyla suda sentezlenir.Ortaya çıkan cihazlar, geleneksel elektroniklerden çok biyolojik doku gibi davranarak elektriksel işlevselliği biyolojik sistemlerle bütünleştirmenin yollarını açıyor; sert silikonun başaramayacağı bir şey bu.

Science dergisinde yayınlanan araştırma, transistörlerin nasıl tasarlanabileceği konusunda bir değişime işaret ediyor.Bu yumuşak 3D transistörler, düz silikon levhalar üzerine tamamen elektronik olarak kazınmış anahtarlar yerine, yapıyı ve işlevi biyo-hibrit uygulamalara daha uygun şekilde birleştiriyor.

Bu elektronikte neden önemli: Geleneksel transistör tasarımı, performansı artırmak ve çiplere daha fazla cihaz sığdırmak için silikon yapıların küçültülmesine ve istiflenmesine odaklandı.2D malzemeleri temel alan 3D transistörler gibi gelişmeler, enerji açısından verimli, yüksek performanslı bilgi işlem vaat ediyor.Ancak elektroniği biyolojiyle bütünleştirmek farklı bir şeye ihtiyaç duyuyor; hücrelerin yanında hasar görmeden veya reddedilmeden yaşayabilecek malzemeler ve cihaz mimarileri.HKU-WISE tarafından geliştirilen hidrojel transistörler tam da bunu sunuyor.

Bu yumuşak cihazlar, sağlık izleme, sinir protezleri ve canlı hücreleri elektronik kontrolle harmanlayan hibrit bilgi işlem sistemleri için biyoelektronik arayüzleri mümkün kılabilir.Bu yaklaşım henüz erken olsa da elektroniklerin artık biyolojik ortamlardan ayrı olmadığı, onlarla gömülü ve etkileşimli olduğu bir geleceğe işaret ediyor.Araştırmacılar bunun bir başlangıç ​​adımı olduğunu ve pratik uygulamalar ortaya çıkmadan önce performans, dayanıklılık ve güvenlik konusunda daha fazla çalışmaya ihtiyaç duyulduğunu vurguluyor.