محققان دانشگاه کالیفرنیا نوع جدیدی از حافظه دیجیتالی مبتنی بر نانوذرات معدنی پلاتین درون ویروس موزائیک توتون (TMV) تهیه کرده‌اند. این کار منجر به توسعه ادوات الکترونیکی زیست سازگار می‌شود.
افزایش ظرفیت حافظه نانوذرات با ویروس‌ها
محققان دانشگاه کالیفرنیا با قرار دادن نانوذرات معدنی پلاتین درون ویروس موزائیک توتون (TMV) نوع جدیدی از حافظه دیجیتالی تولید کردند. این کار منجر به توسعه ادوات الکترونیکی زیست سازگار می‌شود.
در سال‌های اخیر محققان، مواد زیستی منحصربه‌فردی را با نانوساختار کردن مولکول‌های زیستی به دست آورده و همراه مواد معدنی در حسگرهای زیستی استفاده کرده‌اند. محققان UCLA با استفاده از سیستم زیستی هیبریدی که قادر به ذخیره اطلاعات دیجیتالی است، این ایده را یک گام به جلوتر بردند.
Yang yang، رهبر این گروه تحقیقاتی، گفت: “این ابزار الکترونیکی، خاصیت حافظه منحصربه‌فردی دارد و می‌تواند به عنوان یک حافظه الکترونیکی عمل کند؛ به طوری که حالت‌های هدایت آن به وسیله یک ولتاژ بایاس کنترل شود. این حالت‌ها غیرفرار بوده، و به صورت دیجیتالی قابل تشخیص است”.
ویروس TMV دارای یک لوله ۳۰۰ نانومتری است که هسته‌ای از جنس RNA و پوسته‌ای پروتئینی دارد. طبق مطالعه محققان، ساختار سیم مانند و نازک این ویروس باعث می‌شود تا نانوذرات به راحتی به آن متصل شوند. در این حالت، به طور میانگین ۱۶ یون پلاتین با بار مثبت به هر ویروس متصل می‌شود. این حافظه با انتقال بار از RNA به نانوذرات پلاتین تحت اعمال میدان الکتریکی بالا عمل می‌کند، که پروتئین سطح TMV به عنوان یک سد انرژی عمل کرده، بار به دام افتاده را پایدار می‌کند.
به گفته این گروه تحقیقاتی، هیبرید TMV یک زمان دسترسی در حد میکروثانیه دارد (این زمان حدفاصل زمان درخواست ذخیره‌سازی و زمان شروع ذخیره‌سازی است). این محدوده زمانی قابل مقایسه با حافظه‌های فلش رایج است.
سطح ویژه TMV آن را به یک بستر ایده‌آل برای نظم دادن به نانوذرات تبدیل می‌کند که می‌توانند به گروه‌های ویژه مانند هیدروکسیل و کربوکسیل روی سطح، بچسبد. هسته RNA درون TMV ، مانند یک دهنده بار به نانوذرات و روکش پروتئینی، مانند یک سد انتقال بار عمل می‌کند.
علاوه بر این ذخیره‌سازی اطلاعات به صورت غیرفرار است؛ یعنی اطلاعات حتی در صورت قطع شدن ناگهانی برق حفظ می‌شوند. به گفته آنها، این دستگاه برای ذخیره اطلاعات بیشتر و افزایش سرعت گردش اطلاعات، هنوز نیاز به کوچک‌تر کردن دارد. Yang می‌گوید: “موضوعات دیگر که در آینده مورد بررسی قرار خواهد گرفت شامل زمان نگهداری اطلاعات، مصرف برق، یکپارچه‌سازی درایورهای مورد نیاز جهت خواندن و نوشتن هر بیت اطلاعات می شود که به منظور بهینه‌سازی سیستم، مورد نیاز هستند”.
در نگاهی وسیع‌تر، این ابزار می تواند روزی در بافت های زیستی مجتمع شده و برای مصارف درمانی و یا در صنعت الکترونیک زیست سازگار، به کار گرفته شود.
نتایج کار این محققان در مجله Nature Nanotechnology به چاپ رسیده است.
