باکتری‌ها؛ اجزای سازنده رایانه‌های آینده

پژوهشگران دانشگاه لیدز از نوعی باکتری «آهنخوار» برای خلق سطح یک مگنت، که به سطوح حافظه‌های سخت متداول شباهت دارد استفاده کرده‌اند. طبق گفته پژوهشگران باکتری‌های سازنده مگنت را می‌توان در ساخت رایانه‌های آینده با حافظه‌های سخت بزرگ‌تر و اتصالات سریع‌تر استفاده کرد. همینکه این باکتری آهن را قورت می‌دهد، مگنت‌های ریزی در داخل خودش ایجاد می‌کند.

باکتری‌ها می‌توانند نانوبلورهای هم‌اندازه‌ای از مگنتیت تولید کنند.

این گروه همچنین چگونگی شکل گیری این نانومگنت‌ها را بوسیله پروتئین‌های درون این باکتری‌ها بررسی کرده و هم‌اکنون می‌توانند این رفتار را بیرون از باکتری‌ها همتاسازی کنند. دکتر سارا استانیلند، از دانشگاه لیدز، گفت: «ما با کوچک‌تر شدن مولفه‌های رایانه‌ای به سرعت در حال نزدیک شدن به محدودیت‌های ساخت قطعات الکترونیکی هستیم. ماشین‌هایی که ما به‌طور متداول برای ساخت قطعات از آنها استفاده کرده‌ایم برای این مقیاس‌های کوچک خیلی بزرگ هستند. طبیعت برای ما یک ابزار کامل برای دور زدن این مشکل مهیا کرده است.»

این آرایه‌های مغناطیسی از پروتئینی استفاده می‌کند که نانوبلورهای مغناطیسی بی‌نقصی درون باکتری (Magnetospirilllum magneticum) تولید می‌کند. در فرآیندی شبیه به چاپ- در مقیاس بسیار کوچک-، این پروتئین به سطح طلا در یک الگوی صفحه شطرنجی متصل شده و درون محلول آهن‌دار قرار می‌گیرد. در دمای ۸۰ درجه سلسیوس، بلورهای هم‌اندازه‌ای از مگنتیت روی بخش‌هایی از سطح که با پروتئین پوشیده شده است، شکل می‌گیرد.

این گروه اکنون مشغول کاهش اندازه این جزایر مغناطیسی، بمنظور ساخت آرایه‌هایی از نانومگنت‌های واحد است. آنها همچنین طرحی برای تغییر مواد مغناطیسی دارند که این پروتئین می‌تواند کنترل کند. گام‌های بعدی به هرکدام از این نانومگنت‌ها اجازه نگهداری یک بیت اطلاعاتی و در نتیجه ساخت حافظه‌های سخت بهتر را خواهد داد.

ژوهانا گالووی گفت: «استفاده از روش «بالا-پایین» امروزی (مخصوصا پیکرتراشی مگنت‌های ریز از یک مگنت بزرگ) برای تولید مگنت‌های کوچک با اندازه و شکل یکسانی که برای ذخیره داده نیاز است، بسیار سخت است. با استفاده از روشی که در دانشگاه لیدز ابداع شده است، پروتئین‌ها همه این کار سخت را انجام می‌دهند؛ آنها آهن را جمع‌آوری می‌کنند، مغناطیسی‌ترین ترکیب را می‌سازند، و آنها را به شکل مکعب‌هایی با اندازه مشخص مرتب می‌کنند.» این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Small منتشر کرده‌اند.