Silicio, un elemento semiconductor, es la base de la tecnología más moderna, incluidos teléfonos móviles y ordenadores. Pero según los investigadores de la Universidad de Tel Aviv, este material está quedando obsoleto rápidamente en una industria que produce productos cada vez más pequeños y menos dañinos para el medio ambiente.

Ahora, un equipo que incluye Ph.D. los estudiantes Elad Mentovich y Netta Hendler del Departamento de Química de TAU y el Centro de Nanociencia y Nanotecnología, con el supervisor Dr. Shachar Richter y en colaboración con el Prof. Michael Gozin y su Ph.D. estudiante Bogdan Belgorodsky, ha reunido técnicas de vanguardia de múltiples campos de la ciencia para crear transistores basados ​​en proteínas, semiconductores utilizados para alimentar dispositivos electrónicos, a partir de materiales orgánicos que se encuentran en el cuerpo humano. Podrían convertirse en la base de una nueva generación de tecnologías de tamaño nanométrico que sean flexibles y biodegradables.

Trabajando con sangre Leche, y proteínas mucosas que tienen la capacidad de autoensamblarse en una película semiconductora, los investigadores ya han logrado dar el primer paso hacia pantallas de visualización biodegradables, y su objetivo es utilizar este método para desarrollar dispositivos electrónicos completos. Su investigación, que ha aparecido en las revistas Nano letras y Materiales avanzados , recientemente recibió un premio de plata en los premios para estudiantes graduados de la Sociedad de Investigación de Materiales en Boston, MAMÁ.

Construyendo el mejor transistor de abajo hacia arriba

Uno de los desafíos de usar silicio como semiconductor es que un transistor debe crearse con un enfoque "de arriba hacia abajo". Los fabricantes comienzan con una hoja de silicona y la tallan en la forma que se necesita, como tallar una escultura en una roca. Este método limita las capacidades de los transistores cuando se trata de factores como el tamaño y la flexibilidad.

Los investigadores de TAU recurrieron a la biología y la química en busca de un enfoque diferente para construir el transistor ideal. Cuando tomaron varias combinaciones de sangre, Leche, y proteínas mucosas a cualquier material base, las moléculas se autoensamblaron para crear una película semiconductora a nanoescala. En el caso de las proteínas sanguíneas, por ejemplo, la película tiene una altura aproximada de cuatro nanómetros. La tecnología actual en uso ahora es de 18 nanómetros, dice Mentovich.

Juntos, los tres tipos diferentes de proteínas crean un circuito completo con capacidades electrónicas y ópticas, cada uno trae algo único a la mesa. La proteína sanguínea tiene la capacidad de absorber oxígeno, Mentovich dice:que permite el "dopaje" de semiconductores con productos químicos específicos para crear propiedades tecnológicas específicas. Proteínas de la leche, conocidos por su fuerza en entornos difíciles, Forman las fibras que son los componentes básicos de los transistores, mientras que las proteínas de la mucosa tienen la capacidad de mantenerse enrojecidas, verde y tintes fluorescentes azules separados, juntos creando la emisión de luz blanca que es necesaria para la óptica avanzada.

En general, las capacidades naturales de cada proteína dan a los investigadores un "control único" sobre el transistor orgánico resultante, permitiendo ajustes de conductividad, almacenamiento de memoria, y fluorescencia entre otras características.

Una nueva era de tecnología

La tecnología ahora está pasando de una era del silicio a una era del carbono, señala Mentovich, y este nuevo tipo de transistor podría desempeñar un papel importante. Los transistores construidos a partir de estas proteínas serán ideales para dispositivos flexibles que están hechos de plástico en lugar de silicona, que existe en forma de oblea que se rompería como vidrio si se doblara. El avance podría conducir a una nueva gama de tecnologías flexibles, como pantallas, teléfonos móviles y tabletas, biosensores, y chips de microprocesador.

Igual de significativo, porque los investigadores están usando proteínas naturales para construir su transistor, los productos que creen serán biodegradables. Es una tecnología mucho más respetuosa con el medio ambiente que aborda el creciente problema de los desechos electrónicos, que está desbordando vertederos en todo el mundo.