Ảnh minh họa. Nguồn: UMASS AMHERST Hệ thống vi mô được xây dựng từ một loại thiết bị điện tử mới, có thể xử lý các tín hiệu điện tử cực thấp và kết hợp với một thiết bị có thể tạo ra điện 'từ không khí loãng' từ môi trường xung quanh.. Nghiên cứu đột phá được công bố ngày 7 tháng 6 trên tạp chí Nature Communications.
Jun Yao, trợ lý giáo sư về kỹ thuật điện và máy tính (ECE) và trợ giảng về kỹ thuật y sinh, đã tiến hành nghiên cứu cùng với cộng tác viên lâu năm, Derek R. Lovley, một giáo sư xuất sắc chuyên ngành vi sinh vật học.
Cả hai thành phần chính của hệ thống vi mô đều được làm từ dây nano protein, một vật liệu điện tử "xanh" được sản xuất mới từ vi khuẩn mà không tạo ra "chất thải điện tử". Nghiên cứu cho thấy tiềm năng của các thiết bị điện tử xanh trong tương lai được làm từ vật liệu sinh học bền vững có khả năng tương tác tốt hơn với cơ thể con người và các môi trường đa dạng.
Dự án đột phá này đang sản xuất một "hệ thống vi mô thông minh tự duy trì", theo Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Quân đội Chỉ huy Phát triển Khả năng Chiến đấu của Quân đội Hoa Kỳ, nơi đang tài trợ cho nghiên cứu cho biết.
Trước đây, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng điện có thể được tạo ra từ độ ẩm / môi trường xung quanh bằng Máy tạo không khí dựa trên dây nano protein (hay 'Air-Gen'), một thiết bị liên tục tạo ra điện trong hầu hết các môi trường trên Trái đất. Phát minh Air-Gen đã được báo cáo trên tạp chí Nature vào năm 2020.
Cũng vào năm 2020, nhóm của Yao đã trình bày trên tạp chí Nature Communications rằng các dây nano protein có thể được sử dụng để tạo ra các thiết bị điện tử ghi nhớ, có thể bắt chước tính toán của não và hoạt động với các tín hiệu điện cực thấp phù hợp với biên độ tín hiệu sinh học.
"Bây giờ chúng tôi ghép cả hai lại với nhau", Yao nói về tác phẩm này. "Chúng tôi tạo ra các hệ thống vi mô trong đó điện từ Air-Gen được sử dụng để điều khiển các cảm biến và mạch được xây dựng từ các bộ ghi nhớ dây nano protein. Giờ đây, hệ thống vi mô điện tử có thể lấy năng lượng từ môi trường để hỗ trợ cảm biến và tính toán mà không cần nguồn năng lượng bên ngoài ( ví dụ như pin). Nó có đầy đủ năng lượng tự bền vững và trí thông minh, giống như khả năng tự chủ trong một cơ thể sống. "
Albena Ivanisevic, giám đốc chương trình điện tử sinh học tại Phòng thí nghiệm nghiên cứu quân đội, Bộ chỉ huy phát triển khả năng chiến đấu của quân đội Hoa Kỳ cho biết: “Công trình chứng minh rằng người ta có thể chế tạo một hệ thống vi mô thông minh tự duy trì. "Nhóm nghiên cứu từ UMass đã chứng minh việc sử dụng các tế bào thần kinh nhân tạo trong tính toán. Điều đặc biệt thú vị là các bộ ghi nhớ dây nano protein cho thấy sự ổn định trong môi trường nước và có thể hoạt động tốt hơn nữa. Chức năng bổ sung này không chỉ hứa hẹn làm tăng độ ổn địn mà còn mở rộng tiện ích đối với cảm biến và các phương thức liên lạc mới có tầm quan trọng đối với quân đội."
Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2021/06/210608203709.htm
Hà Trần (Theo ScienceDaily)
