Бактерии-строители для создания компьютеров

Исследователи из Университета Лидса использовали бактерии, производящие магниты, для создания поверхности из магнитов и проводки, что может привести к созданию компьютеров будущего с более ёмкими жёсткими дисками и скоростными соединениями.

Создание наномагнитов

Команда использовала бактерию Magnetospirillum magneticum, которая «поедает» железо и создаёт внутри себя крошечные магниты. Учёные начали понимать, как белки внутри этих бактерий собирают, формируют и позиционируют эти «наномагниты», и теперь могут воспроизводить это поведение вне бактерий.

Исследователи во главе с доктором Сарой Стэнилэнд разрабатывают «снизу вверх» подход для создания более дешёвой и экологичной электроники.

Технология производства

Магнитный массив был создан аспиранткой Джоанной Гэллоуэй с использованием белка, который формирует идеальные нанокристаллы магнетита внутри бактерии. Белок прикрепляется к золотой поверхности в шахматном порядке и помещается в раствор, содержащий железо.

Ключевой процесс: При температуре 80°C кристаллы магнетита одинакового размера формируются на участках поверхности, покрытых белком.

Следующие цели команды:

• Уменьшить размер этих «островков» магнитов для создания массивов одиночных наномагнитов.
• Изменить магнитные материалы, которыми может управлять этот белок.

Это позволит каждому наномагниту хранить один бит информации для создания лучших жёстких дисков.

Создание биологических проводов

Другой белок был использован доктором Масаёши Танакой для создания крошечных электрических проводов — «нанопроводов». Они состоят из «квантовых точек» (частиц сульфида меди-индия и сульфида цинка), которые светятся и проводят электричество, и заключены в молекулы жиров (липидов).

Используя белок, аналогичный тому, что формирует отсеки для наномагнитов в бактериях, удалось создать липидные трубки со встроенными квантовыми точками — биологическую проводку.

Перспектива: Такие провода можно настроить на определённое электрическое сопротивление. В будущем их можно будет выращивать, соединяя с другими компонентами, как часть полностью биологического компьютера.

Дальнейшие планы

Исследовательская группа совместно с командой Токийского университета сельского хозяйства и технологий под руководством профессора Тадаси Мацунаги планирует изучить биологические процессы, стоящие за поведением этих белков.

Цель: Разработать набор инструментов из белков и химических веществ для выращивания компьютерных компонентов с нуля.

Исследования опубликованы в журнале Small в статьях Biotemplated Magnetic Nanoparticle Arrays и Fabrication of Lipid Tubules with Embedded Quantum Dots by Membrane Tubulation Protein.