Дослідницька група з Університету штату Массачусетс Амхерст розробила електронну мікросистему, яка може зберігати необмежений обсяг інформації без будь-якого зовнішнього живлення. Принцип її роботи нагадує самостійний живий організм, який працює сам по собі та не потребує заряджання.
Новаторські дослідження були опубліковані 7 червня 2021 року в журналі Nature Communications. Дослідженням керував Джун Яо, доцент кафедри електротехніки та обчислювальної техніки, зі своїм давнім співробітником Дереком Р. Ловлі, заслуженим професором з мікробіології.
Мікросистема побудована з нового типу електроніки, яка може обробляти наднизькі електронні сигнали і виробляти електроенергію із навколишнього середовища, іншими словами – з повітря. Ключові компоненти мікросистеми виготовлені з білкових нанопроводів – екологічного електронного матеріалу, який відновлюється з мікробів, не створюючи “електронних відходів”. Інноваційне дослідження провіщає потенціал майбутньої відновлювальної електроніки, виготовленої із стійких біологічних матеріалів, які більше піддаються взаємодії з людським тілом та різноманітним середовищем.
Лабораторія досліджень армії США з питань бойових можливостей, яка фінансує дослідження, заявляє: «Цей проривний проект створює “самопідтримувану інтелектуальну мікросистему”, з наділенням електроніки живими функціями».
Проект демонструє постійну еволюцію досліджень команди. Пристрій має назву Air-Gen. Яо і Ловлі розробили Air-Gen з мікроба Geobacter, виявленого Ловлі багато років тому. Згодом Geobacter використовували для створення електроенергії з вологості повітря, а пізніше для побудови мемристорів, здатних імітувати людський інтелект. Він постійно виробляє електроенергію майже у всіх середовищах, що знаходяться на Землі. За словами винахідників, потужності Air-gen вистачить тільки для живлення дрібної електроніки, але згодом Air-gen замінить собою батарейки в дрібних портативних пристроях. Цілком можливо, що завдяки йому можна буде відмовитися від звичної підзарядки телефонів.
Також у 2020 році лабораторія Яо повідомила, що нанопроводи можуть бути використані для побудови електронних пристроїв, які здатні працювати з наднизькими електричними сигналами. Ці сигнали відповідають амплітудам біологічних сигналів.
“Ми вирішили поєднати результати цих двох досліджень”, – сказав Яо про творіння. «Ми робимо мікросистеми, в яких електроенергія, вироблена пристроєм Air-Gen, використовується для керування датчиками та схемами, побудованими з екологічно чистого біоматеріалу – нанопроводки. Нам вдалося створити електрику з нічого, яка виробляється в режимі 24/7».
Мікросистема з нанопровідних білків демонструє стабільність у водному середовищі і піддається подальшій функціоналізації. Додаткова функціоналізація обіцяє підвищити їхню стабільність.
Читайте найцікавіші еконовини АРТ-ЕНЕРГО в Telegram та Фейсбуці