Транзистор органический скоростной создан учёными

Транзистор органический скоростной создан учёными

Многие важные достижения в области медицины, особенно в неврологии, вызваны недавними достижениями в разработке электронных систем, тесно взаимодействующих с биологическими субстратами. Эти биоэлектронные системы, призванные использоваться для лучшего понимания динамики живых организмов и лечения заболеваний человека, требуют специальных устройств. Речь идёт об устройствах регистрации сигналов организма, обработки, обнаружения закономерности и обеспечения электрической или химической стимуляции для решения задачи.

Первый биосовместимый ионный транзистор

Транзисторы известны как устройства, способные усиливать (переключать) электронные сигналы в цепях, образуют основу электронной системы. Но применительно к медицине, транзисторы должны соответствовать многочисленным критериям эффективной и безопасной работы в биологических средах, подобных организму человека.

На текущий момент нет транзисторов, наделённых всеми функциями, необходимыми для безопасной, надежной и быстрой работы в условиях биологической среды, в течение продолжительных периодов времени.

И вот, специалистами медицинского центра Колумбийского университета разработан первый биосовместимый ионный транзистор высокого быстродействия для стимуляции и восприятия сигналов мозга. Органический электрохимический транзистор внутреннего ионного управления работает через подвижные ионы, содержащиеся в проводящем полимерном канале.

Новый транзистор (IGT —  Internal-ion-gated Tramsistor) обладает высокой трансдуктивностью (скоростью усиления) и высокой скоростью переключения. Устройство допускает независимое стробирование, а также внедрение в состав микропроцессора для создания масштабируемых совместимых интегральных схем.

Подробное описание системы публикует журнал «Science Advances», где демонстрируется способность структуры IGT обеспечивать миниатюрный, мягкий, совместимый интерфейс с кожей человека. Интерфейсом обеспечивается локальное усиление под запись высококачественных нейронных сигналов, подходящих для расширенной обработки данных.

Интерфейс под сложные вычисления

Изобретатели отмечают, что создали транзистор, способный связываться через ионы — носители заряда организма, на скоростях, достаточно быстрых для выполнения сложных вычислений. А сложные вычисления необходимы для нейрофизиологии, исследований функций нервной системы и прочих назначений.

Канал биологически совместимого транзистора сделан из натуральных совместимых материалов, допускающих взаимодействие одновременно с ионами и электронами. Этот фактор делает связь с нейронными сигналами тела более эффективной. Появилась возможность организовать более безопасные, меньшие по размеру и более интеллектуальные биоэлектронные устройства. Например,

  • машинные интерфейсы мозга,
  • носимую электронику,
  • чувствительные устройства для терапевтической стимуляции,

которые допустимо имплантировать внутрь организма человека на длительный период времени эксплуатации.


При помощи информации: Engineering Columbia