内布拉斯加州大学 - 林肯大学的研究人员更接近开发一种新型的晶体管芯片，该晶体管芯片利用生物的生物学反应以使电流通过设备驱动电流，从而以前所未有的敏感性阐明了细胞活性。最终，这种“活着”的芯片可以使败血症的更快，更简单的诊断，阐明对抗生素耐药性的理解，并加强开发神经形态装置的努力，从而模仿人脑。
Ravi Saraf在最近发表的ACS应用纳米材料上发表的文章中详细介绍了他的团队开发了由黄金颗粒制成的小亚博网站下载型组装项链的小型网络。yabo214每个网络跨越大约25微米，大约是人毛直径的四分之一。连接后，这些网络用作电流的导管，可以调节以形成晶体管。
网络的结构复杂性使晶体管对外部刺激的响应速度比当今最先进的金属设备高约1000倍。
该研究标志着晶体管中首次使用金项链结构，该方法使Saraf的团队能够克服该设备物理学领域的长期障碍。
迄今为止，科学家一直依靠所谓的库仑封锁效应 - ；通过向某些纳米颗粒充电单个电子来控制电流的方法；yabo214开发具有低功率需求的小型，高度敏感的金属晶体管。但是，此过程仅在大约减去325度的华氏度的极低温度下起作用，从而限制了其应用。
The necklace-like morphology circumvents that problem by introducing a complex network that dictates the channels through which current can pass. Saraf analogized the setup to the thousands of interstates, highways, streets and dirt roads that connect the East and West coasts of the United States.
在常规的库仑封锁方法下，“交通流量”或电流通过在大多数主要的通道中以单个电子电荷的形式放置小路障来调节。但是在室温下，克服障碍，消除效果。
Saraf的创新能够控制交通流量的更有效的方法：网络传导渠道的开放和关闭部分。
“道路总是在那里，但是我们正在做的是通过控制使用哪些道路来调节交通流量。”萨拉夫（Saraf），洛厄尔（Lowell E.）和贝蒂·安德森（Betty Anderson）杰出的化学和生物分子工程教授。“既然这是一套额外的道路，当前的道路大大增加了。通过打开更多的道路，您可以制造出具有与库仑封锁上的低温全金属晶体管相同的当前运输特性的设备温度和电流的调节可能高1,000倍。”
萨拉夫说，可以通过称为纳米污染的过程来量身定制网络的体系结构，以引入其他特性，例如电致发光或磁性。这将记忆赋予了项链，使他们能够在日益复杂的神经形态设备中发挥作用。这些工具模仿大脑并增强人工智能的功能。
他说，这项研究最令人兴奋的发现之一是管理晶体管的关键现象。与库仑封锁设备不同，打开萨拉夫晶体管中电流的倾斜潜力不会改变门控。他的团队表明，随着频道的打开和关闭，网络的拓扑是不变的。这种普遍的行为以及纳米污染引起的记忆可能有一天会导致具有多个终端的设备，这些设备可以用作人类神经元网络的类似物。
室温下的功能为Saraf团队开发了另一个新颖的概念：放置活细胞 - ；需要水并且无法在低温下生存 - ；在芯片上，并利用其生物学反应来通过设备推动电流。
“当您给活细胞（例如药物，营养剂或抗生素）提供某种东西时，会导致生化活性，而这些反应会改变细胞的表面潜力，”Saraf said.“这具有将外部电压应用于门电流的相同效果。”
One way the device could be used is as a building block for a chip that consists of 10 to 12 transistors, each of which would connect to an individual cell via a microwell. When a cell colony is placed on the chip and then stimulated, the cells in the wells would govern the current. Scientists could analyze the current to pinpoint what's happening in the colony, including crucial information about cell-to-cell communication.
该芯片可以为对抗生素耐药性的更详细的理解铺平道路，当细菌和真菌作为一个团队工作时，它会学会逃避原本应该杀死它们的药物。
通过观察细胞暴露于不同抗生素时触发的电流的模式，科学家可以更多地了解细胞如何躲避治疗方法 - ；潜在地减轻美国每年在抗菌耐药上花费的550亿美元的成本。
萨拉夫（Saraf）说，他认为芯片可以深刻影响与败血症的战斗，这是对感染的危险，极端反应。及时决定抗生素治疗疾病的最佳组合可以使生命或死亡差异。
如今，这种确定需要一种细胞培养，这需要几天。在路上，萨拉夫的技术可以将时间框架切成几个小时：血液中的细菌将放在芯片上，并暴露于一组抗生素上。通过评估当前的产出，医生可以确定理想的方案。
另一个潜在的应用是机器学习。科学家可以将芯片用作“人造鼻子”，将细胞菌落对有毒化学物质和物理状况的复杂环境的累积反应相关联。
该团队的工作由美国陆军战斗能力发展司令部研究实验室资助，该实验室的兴趣集中在晶体管的生物应用上。
萨拉夫（Saraf）隶属于内布拉斯加州材料和纳米科学中心，他的团队在那里捏造了一部分芯片。亚博网站下载亚博老虎机网登录Husker学生Abhijeet Prasad和Aashish Subedi为这项工作做出了贡献。
Source:https://www.unl.edu/