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Martedì, Marzo 09, 2021
Scienza e Futuro Nella futura interfaccia uomo-macchina useremo i transistor protonici

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Nella futura interfaccia uomo-macchina useremo i transistor protonici

Invece di sfruttare il trasporto di elettroni, il nuovo dispositivo utrilizza una corrente protonica, come avviene nella comunicazione cellulare

In pressoché tutti i dispositivi messi a punto dall'uomo, la comunicazione delle informazioni si basa sul trasporto di elettroni. Negli organismi viventi, questo compito è invece svolto o da ioni o da protoni: sono questi ad aprire e a chiudere i canali nella membrana cellulare per innescare i processi di "pompaggio" verso l'interno e l'esterno della cellula.

Ora un gruppo di ricercatori dell'Università di Washington è riuscito a mettere a punto un transistor che utilizza anch'esso protoni, creando un elemento chiave per la progettazione di dispositivi che possano comunicare direttamente con un organismo vivente.

I dispositivi per interfacciare il corpo umano e le più diverse apparecchiature sono studiati da molto tempo, ma "c'è sempre questo problema, una sfida, a livello di interfaccia: come fa un segnale elettronico a tradursi in un segnale ionico, o viceversa?" ha osservato Marco Rolandi, che con i colleghi firma un articolo pubblicato sulla rivista Nature Communications. "Abbiamo trovato un biomateriale che è molto efficiente nel condurre protoni, e permette di interfacciarsi con i sistemi viventi."

Il dispositivo utilizza una forma modificata del composto chitosano, originariamente estratto dal gladio di calamaro, una struttura vestigiale di quando i calamari possedevano una conchiglia. Il materiale è biocompatibile, è facilmente producibile e può essere riciclato da gusci di granchio e di gladi di calamari scartati dall'industria alimentare.

Il chitosano assorbe l'acqua e forma legami a idrogeno; in tal modo molti protoni sono in grado di saltare da un legame idrogeno a quello successivo.

Il prototipo messo a punto dai ricercatori è un transistor a effetto di campo, delle dimensioni di 5 micron, circa un ventesimo della larghezza di un capello umano.

"Nel nostro dispositivo grandi molecole ispirate alle strutture biologiche possono condurre protoni, e una corrente di protoni può essere accesa e spenta, in un modo che è del tutto analogo a una corrente elettronica di qualsiasi altro transistor a effetto di campo", ha detto Rolandi.

"Ora abbiamo un parallelo protonico dei circuiti elettronici che dobbiamo iniziare a comprenderea fondo", ha detto Rolandi.


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