Токопроводящий белок для сборки 3D-микрочипов

13.02.2013

Трехмерные микросхемы считаются идеологическими наследниками современных "плоских" микрочипов. Считается, что подобные устройства станут более компактными, чем их предшественники, и будут обладать большей производительностью и меньшим тепловыделением. Производство подобных устройств пока не налажено из-за высокой себестоимости подобных чипов и технологических сложностей, в результате которых процент выхода годных кристаллов остается крайне низким.

Мануэль Тэри (Manuel Thery) из университета города Гренобль (Франция) и его коллеги разработали дешевую альтернативу современным методикам сборки трехмерных микрочипов, научившись управлять сборкой "биопроводов" из молекул белков. Ученые обратили внимание на белок актин, молекулы которого формируют "каркас" всех клеток в теле человека. Он представляет собой растворимую в воде короткую цепочку из четырех сотен аминокислот. При появлении ионов магния в растворе фрагменты актина быстро соединяются друг с другом, превращаясь в прочные полимерные нити.

Тэри и его коллеги научились выращивать эти нити в нужных частях "половинок" трехмерного чипа, присоединяя к кремниевым пластинам особые молекулы-"затравки", заставлявшие нити актина превращаться в полимер без ионов магния. Эти нити сплетаются друг с другом при достаточно небольшом расстоянии между частями чипа, образуя прочные "тоннели", стенки которых проводят ток благодаря присоединенным к ним атомам золота.

По словам биотехнологов, данная конструкция проводит ток не хуже, чем это делают "классические" металлические контакты между слоями 3D-чипов. Небольшая стоимость белковых молекул, относительная простота их изготовления и совместимость с другими методиками "выращивания" кремниевых микрочипов делают эту технологию серьезным конкурентом для текущих способов сборки трехмерных микросхем.

<< Назад: Телевизионный сервис Intel 14.02.2013

>> Вперед: Эффективные аккумуляторные батареи 13.02.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Восприятие музыки зависит от цвета концертного зала 03.03.2026

Восприятие живой музыки традиционно связывают с слухом, однако на впечатления от концерта влияют и другие факторы, включая визуальное оформление и освещение. Вопрос о том, может ли цвет интерьера напрямую изменять то, как мы слышим звук, долго оставался открытым. Недавнее исследование ученых из Технического университета Берлина проливает свет на эту связь и демонстрирует, что визуальная среда способна влиять на субъективное восприятие музыки. Чтобы изучить эффект цвета, исследователи предложили участникам прослушать записи концерта в виртуальных залах, оформленных в красные, зеленые и синие оттенки. Цвета варьировались по яркости и насыщенности, что дало 12 различных вариантов оформления. Поскольку построить физические залы с таким разнообразием цветов было невозможно, использовалась технология виртуальной реальности. Звук воспроизводился через наушники с бинауральной технологией, адаптирующей звучание к движениям головы, что создавало ощущение реального присутствия в зале. Участ ...>>

Chrysalis: концепт межзвездного корабля для 400-летнего путешествия 03.03.2026

Межзвездные полеты остаются одной из самых амбициозных целей человечества. Международный научный проект Chrysalis предложил концепцию космического корабля, способного совершить 400-летнее путешествие с экипажем из 2400 человек. Победивший в конкурсе 2025 года дизайн демонстрирует не только инженерные решения, но и социальную архитектуру, рассчитанную на 16 поколений людей, живущих на борту. В основе концепции лежит вращательная конструкция длиной 58 километров. Такая масштабная система должна создать искусственную гравитацию, достаточную для нормального функционирования организма, без вызывающей дезориентацию центробежной нагрузки. Для стабилизации конструкции проект предусматривает несколько цилиндров, вращающихся в противоположных направлениях, что минимизирует колебания и вибрации. Сборка корабля планируется в точках Лагранжа - участках космоса, где можно минимизировать расход топлива. Движение корабля предполагается обеспечить прямым термоядерным двигателем на гелии-3 и дейте ...>>

Дети, растущие рядом с природой, обретают крепкие кости 02.03.2026

Влияние окружающей среды на здоровье человека становится все более очевидным, особенно в детском возрасте. Новое исследование, опубликованное в журнале JAMA Network Open, показывает, что близость к природе напрямую связана с крепостью костей у детей. Ученые установили, что у детей, чьи дома окружены природными территориями в радиусе 1000 метров на 25% больше обычного, риск развития крайне низкой плотности костей снижается на 65%. Для проведения исследования были проанализированы данные более 300 детей, проживающих в городских, пригородных и сельских районах Фландрии в Бельгии. Плотность костной ткани у детей в возрасте от четырех до шести лет оценивалась с помощью ультразвуковых методов. Такой подход позволил безопасно и точно измерить состояние костей на ранних этапах формирования скелета. При анализе учитывались ключевые факторы, влияющие на рост и развитие детей: возраст, вес, рост, этническая принадлежность и уровень образования матери. На основании этих параметров исследоват ...>>

Самовосстанавливающаяся инфраструктура будущего 02.03.2026

Современные мосты и бетонные конструкции по всему миру сталкиваются с проблемой устаревания и износа. Многие сооружения, построенные до 1980-х годов, постепенно теряют свою несущую способность, что требует дорогого ремонта или полной замены. Недавние разработки ученых из Швейцарских федеральных лабораторий материаловедения и технологий (Empa) предлагают инновационное решение - систему укрепления бетонных конструкций с помощью "умной стали", способной самостоятельно устранять трещины и повреждения. В основе новой технологии лежит арматура из сплава на основе железа с эффектом памяти формы (Fe-SMA). Этот материал обладает уникальным свойством: при нагревании до 190-200 °C стержни стремятся вернуться к своей первоначальной конфигурации. В бетонной конструкции это создает внутреннее напряжение, которое затягивает трещины и выравнивает деформированные элементы, существенно повышая прочность и долговечность сооружений. Актуальность разработки объясняется критическим состоянием инфрастр ...>>

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Случайная новость из Архива Собаки чувствуют стресс человека по запаху 09.10.2022 Владельцы собак нередко замечают, что в трудные периоды питомцы ведут себя необычно. Оказалось , это не игра воображения: собаки действительно могут испытывать негативные переживания окружающих и реагировать на них. Биологи из Университета Квинс в Белфасте (Северная Ирландия) установили, что собаки разных пород могут определять стрессовые состояния людей с точностью более 90%. Благодаря остром обонянию четвероногие "друзья человека" испытывают малейшие отклонения в биохимическом следе человека. Тела многих животных, включая человека, постоянно испускают летучие органические вещества в окружающую среду. Это проявление эволюционного механизма: запахи создают целую систему биохимических сигналов, посредством которой животные взаимодействуют друг с другом. Человек из-за довольно грубого обоняния воспринимает только самые сильные запахи, но животные вроде собак способны улавливать даже самые слабые и тонкие ароматы. Если учесть, что люди начали одомашнивать некоторых собачьих десятки тысяч лет назад, собаки вполне могли освоить способность определять по запахам психологическое состояние своих владельцев. Ученые проверили эту гипотезу с помощью серии экспериментов. Сначала они взяли образцы пота и выдыхаемого воздуха у 36 человек, находящихся в спокойном состоянии. Следующие образцы брали у этих же людей, но уже в состоянии стресса, что определялось по самооценке участников и объективным показателям вроде частоты сердечных сокращений и уровня артериального давления. Все эти образцы авторы работы случайным образом перемешали с образцами других запахов, в том числе бесчеловечных. Далее исследователи отобрали четырех собак разных пород и провели в общей сложности 720 испытаний по различению запахов. И в 93,75% случаев животные реагировали на "запахи стресса" - начинали вести себя настороженно и неспокойно. При этом точность распознавания доходила до 96,88% и не опускалась ниже 90%. Авторы исследования пришли к выводу, что стрессовые состояния изменяют биохимический состав пота и дыхания человека, а собаки могут это чувствовать благодаря острому обонянию. Таким образом, их можно использовать в качестве чувствительного детектора негативных психологических процессов вроде тревоги, панических атак и посттравматического стрессового расстройства. Но пока не ясно, что именно меняется в составе этих биологических жидкостей, и на какие именно вещества реагируют собаки. Новое открытие укладывается в картину предварительных исследований: они показали, например, что собаки прекрасно слышат зараженных коронавирусом. Точность обнаружения превышала 97%, даже если у больных не было никаких симптомов Covid-19. Поэтому вряд ли есть удивительное в том, что собаки научились определять тревогу и беспокойство своих хозяев. Тем более что за десятки тысяч лет одомашненные собаки, в отличие от диких собратьев, получили ряд врожденных механизмов, "заточенных" именно под человека.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026