چهارشنبه, ۱۲ اردیبهشت, ۱۴۰۳ / 1 May, 2024
مجله ویستا
الکترونیک بیو ملکولی
ظهور هر فناوری جدید، انتظاراتی برای تحول در صنعت و شیوهٔ زندگی به وجود میآورد. به عنوان مثال، با ظهور فناوریهای اطلاعات و ارتباطات (IT) تغییرات شگرفی در زندگی بشر به وجود آمد. با وجود اینترنت، شكل و ساختار تحقیقات و مطالعات از درون كتابخانهها به پشت رایانهها انتقال یافت. داد و ستد با پول جای خود را به داد و ستد با كارتهای اعتباری داد و حتی ارتباط میان ملتها راحتتر و آسانتر شد، تا جایی كه انسانها میتوانند در جهان امروز، همچون یك دهكدهٔ كوچك، با یكدیگر ارتباط داشته باشند.
ظهور فناوریهای نانو در هر یك از رشتههای علمی و فنی هم میتواند تغییرات گستردهای را ایجاد كند. یكی از این عرصهها الكترونیك است. تقریباّ از چهل سال پیش تا كنون، شاهد رشد شتابانی در رایانههای الكترونیكی بودهایم. قدرت رایانهها با گذشت زمان نسبت به حالتهای اولیه زیادتر و در عین حال حجم ترانزیستورهای آنها كمتر شده است.
البته باید توجه کرد که كاهش حجم ترانزیستور تا اندازهای امكانپذیر است و بخصوص با روشهای فعلی به آخرین حد کوچک کردن نزدیک میشویم و بهزودی به بنبست میرسیم. اصول علم الكترونیك امروزی بر اساس حركت آماری الكترونها و اتمهاست. این اصول به ما اجازه نمیدهند تا هر اندازه که بخواهیم فرایند کوچکسازی حجم ترانزیستورها را ادامه دهیم. در عصر نانوفناوری، بررسی اصول الكترونیك در اندازهٔ کوچکتر از ۳۰ نانومتر امکانپذیر نیست، زیرا در این مقیاس، دیگر پدیدههای آماری جوابگو نخواهند بود. برای رسیدن به این حدّ کوچکسازی، باید از علم و تكنیكهای جدید برای ادامهٔ رشد الكترونیك استفاده كرد. یكی از روشهای جدید، الكترونیك بیوملكولی است.
در حقیقت، الكترونیك بیوملكولی بر این اصل استوار است كه امكان ایجاد سیستمها و رایانههای مختلف در اثر اختلاط مبانی فیزیك و ریاضی با دانستنیهای زیستشناسی وجود دارد. برای مثال می توان به ساختن اعصاب مصنوعی اشاره كرد.
موجودات زنده برای انجام اغلب فعالیتهای خود به سیستمهای شیمیاییِ سازمانیافتهای چون فتوسنتز و اكسیداتیو و... وابستهاند.
یك سلول از گیاهان سبز آلی را در نظر بگیرید. بیشتر اندامكهای این گیاهان شامل همین سیستمهای شیمیایی سازمانیافته هستند. یكی از مهمترین این اندامكها كه نقش سوخت و ساز را در گیاهان به عهده دارد «میتوكُندری» است. فرآیندهای كسب انرژی در طبیعت، دیرزمانی است كه مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. مجموع این مطالعات بیانگر آن است كه سیستمهای مبدل انرژی، ساز و كار واحدی دارند.
نقل و انتقال الكترونهای پُرانرژی به واسطهی كاهش تدریجی در انرژی آزاد، در نهایت به شكل خاصی از تركیبات میانجامد كه انرژی لازم را برای فرآیندهای حیاتی تأمین میكنند. این الكترونهای پُرانرژی، یا محصول جذب انرژی نورانی هستند (فتوسنتز)، یا از اكسیداسیون مواد غذایی (تنفس سلولی) پدید میآیند. در تنفس سلولی، الكترونهای حاصل به طور عمده توسط مولكول «نیكوتین آمید آدنین دی نوكلئوتید» (NADH) به صورت یون هیدرید (H+) به زنجیرهی انتقال الكترونها در غشای داخلی میتوكُندری وارد میشوند. اكسیداسیون یون هیدرید اكسیژن كه به تشكیل مولكول آب میانجامد انرژیزا است. حال اگر این واكنش به صورت فرآیندهای متعدد اكسیداسیون و احیا در غشای داخلی میتوكُندری انجام شود، انرژی حاصل در نهایت در مولكولهای ATP ذخیره خواهند شد. ATP منبع انرژی سلول است.
امروزه به واسطهی اطلاعاتی كه در ارتباط با نقل و انتقالات الكترونی غشای داخلی میتوكُندری و ساختارهای مربوطه داریم، میتوانیم به چنین سیستمی از نقطه نظر فناوری توجه كنیم. در واقع قصد داریم كه از این سازوكار تولید انرژی در صنایع الكترونیك استفاده كنیم. در این رابطه میتوان به پژوهشهایی اشاره كرد كه در آنها از طریق مهندسی پروتئینهای ناقل الكترون ساختارهایی طراحی و ساخته میشوند كه در نهایت امكان بهرهوری در صنایع بیوحسگر و بیوالكترونیك را داشته باشند.
نویسنده: رضا رضایی
منبع : باشگاه دانشآموزی نانو
همچنین مشاهده کنید
نمایندگی زیمنس ایران فروش PLC S71200/300/400/1500 | درایو …
دریافت خدمات پرستاری در منزل
pameranian.com
پیچ و مهره پارس سهند
خرید بلیط هواپیما
آمریکا ایران غزه مجلس شورای اسلامی بابک زنجانی مجلس خلیج فارس دولت دولت سیزدهم شورای نگهبان حجاب لایحه بودجه 1403
روز معلم سلامت سیل تهران قوه قضاییه هواشناسی شهرداری تهران آموزش و پرورش فضای مجازی شورای شهر تهران دستگیری پلیس
قیمت دلار بانک مرکزی خودرو سایپا قیمت خودرو قیمت طلا ایران خودرو دلار بازار خودرو مالیات تورم ارز
سریال تلویزیون سینمای ایران سینما موسیقی دفاع مقدس رسانه ملی تئاتر فیلم کتاب
رژیم صهیونیستی فلسطین جنگ غزه نوار غزه حماس روسیه عربستان یمن ترکیه نتانیاهو افغانستان اوکراین
فوتبال رئال مادرید پرسپولیس استقلال بایرن مونیخ سپاهان تراکتور لیگ قهرمانان اروپا باشگاه استقلال فوتسال تیم ملی فوتسال ایران بازی
هوش مصنوعی اینستاگرام اپل تبلیغات گوگل ناسا همراه اول آیفون ماه
کاهش وزن داروخانه مسمومیت سازمان غذا و دارو ویتامین قهوه خواب دیابت بارداری