Transistores biodegradables

Ganadora de un premio de investigación, la Universidad de Tel Aviv (Israel) utiliza automontaje de sangre,  leche y  proteínas del moco para construir la próxima generación de tecnología

El silicio, un elemento semiconductor, es la base de la más moderna tecnología, incluyendo teléfonos móviles celulares y ordenadores. Sin embargo, según investigadores de la Universidad de Tel Aviv, este material se está convirtiendo rápidamente en una industria obsoleta, pues la tendencia es hacia la producción de componentes cada vez más pequeños y que sean menos perjudiciales para el medio ambiente.

Un equipo que incluye a los estudiantes de doctorado Elad Mentovich y Hendler Netta del Departamento de Química de la UTA y el Centro de Nanociencia y Nanotecnología, con el supervisor el Dr. Richter Shachar y en colaboración con el Prof. Michael Gozin y su  estudiante de doctorado Bogdan Belgorodsky, ha reunido las técnicas más avanzadas de múltiples campos de la ciencia para crear transistores basados en proteínas,  semiconductores utilizados para alimentar dispositivos electrónicos, desde los materiales orgánicos que se encuentran en el cuerpo humano. Podrían convertirse en la base de una nueva generación del tamaño de las nanotecnologías, que sean flexibles y biodegradables.

Trabajan con las proteínas de la sangre, leche, y el moco, que tienen la capacidad de autoensamblarse para formar una película semiconductora, los investigadores ya han logrado dar el primer paso hacia las pantallas biodegradables, y su objetivo es utilizar este método para desarrollar todos los dispositivos de la electrónica. Su investigación, que ha aparecido en la revista Nano Letters and Advanced Materials, recibió recientemente la medalla de plata en los Materials Research Society Graduate Student Awards en Boston, MA.

Construyendo el mejor transistor de abajo hacia arriba

Uno de los retos de la utilización de silicio como semiconductor es que un transistor se debe crear mediante un “arriba hacia abajo”. El fabricante ha de empezar con una oblea de silicio y esculpir la forma que se necesita, como tallar una escultura a partir de una roca. Este método limita las capacidades de los transistores cuando se trata de factores tales como el tamaño y flexibilidad.

Los investigadores se volvieron hacia la biología y la química, con un enfoque diferente para la construcción del transistor ideal. Cuando apilaban varias combinaciones de sangre, leche y proteínas mucosas a cualquier material de base, las moléculas se autoensamblaban para crear una película semiconductora a  nanoescala. En el caso de proteína de la sangre, por ejemplo, la película es aproximadamente de cuatro nanómetros alta. La tecnología actual en uso ahora es de 18 nanómetros, dice Mentovich.

Juntos, los tres tipos diferentes de proteínas crenr un circuito completo con capacidades electrónicas y ópticas, cada uno trayendo algo único al dispositivo. La proteína de la sangre tiene la capacidad para absorber oxígeno, Mentovich dice, que permite el “dopaje” de semiconductores con productos químicos específicos a fin de crear propiedades tecnológicas específicas. Las proteínas de la leche, conocidas por su fortaleza en entornos difíciles, forman las fibras, que son los componentes básicos de los transistores, mientras que las proteínas de la mucosa tiene la capacidad de mantener de color rojo, verde y azul por separado tintes fluorescentes, así como la creación de la emisión de luz blanca que es necesaria para la óptica avanzada.

En general, las habilidades naturales de cada proteína dan a los investigadores “control único” sobre el transistor orgánico resultante, lo que permite ajustes para la conductividad, el almacenamiento de  memoria, y la fluorescencia entre otras características.

Una nueva era de la tecnología

La tecnología está ahora cambiando de una época de silicio a una época de carbono, según  Mentovich, y este nuevo tipo de transistor podría desempeñar un papel importante. Los transistores construidos a partir de estas proteínas son ideales para los circuitos más pequeños y flexibles, que están hechos de plástico en lugar de silicio, que existe en forma de oblea que se rompen como el cristal  si se doblan. El descubrimiento podría conducir a una nueva gama de tecnologías flexibles, como pantallas, teléfonos celulares, tabletas, biosensores, y hips de microprocesadores.

Tan significativo es, que debido a que los investigadores están utilizando proteínas naturales para construir su transistor, los productos que crean serán biodegradables. Es una tecnología mucho más respetuosa  con el medio ambiente que aborda el creciente problema de la basura electrónica, que desborda los vertederos de todo el mundo.

Fuente: EurekAlert!