
丝素蛋白(丝纤维的结构蛋白)可精确沉积在材料表面上,并可轻松地用其他化学和生物分子进行修饰以改变其特性。以这种方式功能化的丝绸,可检测身体或环境中的多种成分。
该团队首次演示的原型设备,是一种使用混合晶体管制作的高灵敏度且超快的呼吸传感器,用于检测湿度的变化。对丝层的进一步修改,可使设备能检测一些心血管和肺部疾病以及睡眠呼吸暂停,或者检测呼吸中的二氧化碳水平以及其他气体和分子,从而提供诊断信息;与血浆一起使用,设备还可提供有关氧合度和葡萄糖水平、循环抗体等的信息。
在生物混合晶体管中,丝层用作绝缘体,当它吸收水分时,它就像凝胶一样可以传输其中包含的任何离子(带电分子)。栅极通过重新排列丝凝胶中的离子来触发导通状态。通过改变丝中的离子成分,晶体管的操作会发生变化,从而允许它被0到1之间的任何门值触发。
团队表示,这一研究开辟了一种电子学和生物学整合的新方式,未来或有许多重要应用。
【总编辑圈点】
未来电子学和生物学的融合是什么样?会像钢铁侠和他的AI助手贾维斯一样?还是现在人们都难以想象的赛博朋克义体?我们可以更实际一点:本文中,在科学家改造后,丝绸拥有了数十亿个经生物过程重新配置连接的晶体管节点,其实现了微处理器的作用,正类似于AI中使用的神经网络。不久的将来,人们或可拥有能够自我训练、响应环境信号并直接在晶体管中记录内存,而不用再将信号发送到单独存储器的集成电路——这对我们身边电子产品的改进,将是翻天覆地的。






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