الکترونیک اسفناجی

ماشین‌های سبز

الیاس گرینباوم، فیزیکدان ORNL می‌گوید، آن پاسخ صاعقه مانند، که صد برابر سریع‌تر از پاسخ یک سلول خورشیدی سیلیکونی است، می‌تواند آینده‌ای روشن برای الکترونیک مبتنی بر گیاه باشد. در سال 1985، گرینباوم راهی برای رسوب پلاتین روی غشاهای فوتوسنتزی از اسفناج اختراع کرد (که اکنون ثبت اختراع شده است) و بدین ترتیب آن‌ها را به سوئیچ‌های برقی ریز تبدیل کرد.
 
گرینباوم معتقد است، این "کلروپلاست‌های پلاتینی شده" می‌توانند به بلوک‌های ساختمانی شبکیه‌های مصنوعی برای سیستم‌های بینایی روباتیک یا حتی رایانه‌های اپتیکی دارای سرعت نور تبدیل شوند.
 
رابرت بیرگ، مدیر مرکز الکترونیک مولکولی در دانشگاه سیراکوز، می‌گوید که غشاهای گرینباوم پتانسیل قابل توجهی برای بینایی مصنوعی دارند. او می‌گوید: "آنها بسیار کارآمد هستند." "آنها سیگنال الکتریکی بسیار مشخصی تولید می‌کنند و زمان‌های پاسخ گویی بسیار عالی است – سریع‌تر از شبکیه انسان. "
 
در واقع، بیرج، توسعه دهنده راهی برای استفاده از پروتئین‌ها برای ذخیره سازی داده‌ها، یک موج سبز واقعی از الکترونیک زیستی را برای حدود یک دهه دیگر پیش بینی می‌کند. او می‌گوید، تا قبل از آن میتسوبیشی نزدیک به معرفی دیسک نوری بر اساس رنگدانه‌های بیولوژیکی حساس به نور است.
 
به گفته بیرج، الکترونیک مبتنی بر طبیعت فقط سریع‌تر از الکترونیک سیلیکونی نیست، بلکه این وسایل الکترونیکی به طور بالقوه ارزان‌تر هم هستند و همان طور که می‌توان انتظار داشت، خیلی با محیط زیست راحت‌ترند. او می‌گوید دلیل مزایای آنها این است: آنها یک میلیارد سال زودتر از نیمه رساناهای سیلیکونی شروع به کار کرده‌اند.
 
بیرج  خاطرنشان می‌کند: "پنج تا هفت سال پیش، مردم تصور می‌کردند که این مولکول‌های بیولوژیکی نمی‌توانند احتمالاً به همان کارایی مولکول‌هایی باشند که افراد کلاً از ابتدا در آزمایشگاه طراحی می‌کنند. آنها همچنین تصور می‌کردند که این مولکول‌ها به راحتی در اثر نور یا گرما آسیب می‌بینند. آنچه اِلی نشان داده این است که کاملاً برعکس این موضوع صادق است. "
 

پروتئین اسفناج کاربرد جدیدی پیدا می‌کند

دانشمندان آزمایشگاه ملی اوک ریج در تنسی استفاده جدیدی از قطعات الکترونیکی اسفناجی را یافته‌اند.
 
دانشمندان می‌گویند پروتئین موجود در اسفناج توانایی تبدیل فوتون‌های خورشید به انرژی الکتریکی را دارد. هنگامی که پروتئین‌های اسفناج به روشی منظم بر روی یک سطح صاف مرتب می‌شوند، یک مؤلفه الکترونیکی به نام یک دیود (مشابه یک شیر یک طرفه برای جریان الکتریکی) را ایجاد می‌کنند.
 
این دیودها می‌توانند با دیگر مؤلفه‌ها ترکیب شوند تا سوئیچ‌هایی نظیر آن‌هایی که تمام اطلاعات را در یک کامپیوتر ذخیره و دستکاری می‌کنند بسازند. پروتئین‌های اسفناج بسیار دوستانه‌تر از مواد سمی‌ای هستند که برای ساخت تراشه‌های رایانه‌ای از آن‌ها استفاده می‌شود.
 
عصر الکترونیک مبتنی بر اسفناج ممکن است در افق باشد. اسفناج؟ ممکن است بلع آن دشوار به نظر برسد، اما محققان "آزمایشگاه ملی اوک ریج در تنسی" روش‌های استفاده از ساختار پروتئین میکروسکوپی برگ اسفناج را برای دستگاه‌های الکترونیکی مورد بررسی قرار داده‌اند.
 
تیم اوک ریج قبلاً نحوه استخراج و جداسازی پروتئین‌های کوچک اسفناج را که بخشی از ماشین آلات فتوسنتزی گیاه برای تبدیل نور خورشید به انرژی شیمیایی است، کشف کرده است. ساختار پروتئینی با نام Photo System-I می‌تواند یک جریان الکتریسیته تحریک شده از نور را در چند تریلیونم ثانیه تولید کند.
 
اکنون محققان می‌گویند، آنها دریافته‌اند که چگونه ساختارهای پروتئینی را بر روی یک سطح دارای روکش طلا الصاق کنند و به آنها در جهت‌های معینی جهت گیری دهند. آنها می‌گویند این پیشرفتی در ساخت سوئیچ‌های الکترونیکی ساده و مدارهای منطقی مشابه با تراشه‌های رایانه‌ای سیلیکونی است.
 
گرین باوم گفت، ساختار پروتئین طبیعی چندین مزیت بالقوه را ارائه می‌دهد، که از جمله‌ی اندازه‌های کوچک‌تر و احتمالاً زمان واکنش سریعتر نسبت به مدارهای موجود در تراشه‌های رایانه‌ای مبتنی بر سیلیکون است. ساختارهای منتج از اسفناجِ تحت کار توسط تیم اوک ریج تنها شش نانومتر عرض دارند. (یک نانومتر یک میلیاردم متر است.)
 

چرا اسفناج را انتخاب می‌کنیم؟

لی گفت، این گیاه حاوی ساختارهای پروتئینی بیشتری نسبت به گیاهان دیگر است و استخراج آنها از برگ‌های اسفناج نسبتاً آسان است. همچنین اسفناج در سوپر مارکت‌ها به صورت ارزان در دسترس است.
 
این تیم برای کار خود به گیاهان سبز برگ دار بسیار کمی نیاز دارد. لی گفت: "ما فقط به مقدار کمی احتیاج داریم، شاید نیمی از آن را بخوریم." لی گفت که نیمی از این اسفناج، کمتر از یک پوند، برای تهیه مواد تحقیقاتی تیم برای حدود سه ماه کافی است.
 

مؤخره

آن چه در این مقاله گفته شد نمایش دهنده نمونه‌ای از تأثیر پیشرفت فناوری در زندگی حال و آینده ما خواهد بود. به طور کلی توسعه فناوری به طور قابل توجهی سبک زندگی ما را بهبود بخشیده است. تأثیر این امر در هر جنبه زندگی، از جمله تکنیک‌های ارتباطی، احساس می‌شود. این "کلروپلاست‌های پلاتینی شده" می‌توانند به بلوک‌های ساختمانی شبکیه‌های مصنوعی برای سیستم‌های بینایی روباتیک یا حتی رایانه‌های اپتیکی دارای سرعت نور تبدیل شوند. توسعه ارتباطات پیشرفت چشم گیری داشته است. از نمادها گرفته تا جدیدترین موبایلهای تند و سریع! هر قرن شاهد اضافه کردن روز افزون لیست جدیدی به وسایل ارتباطی بوده است. اختراع تلفن توسط الکساندر گراهام بل در سال 1875، اولین اختراع فن آوری بود که ارتباطات در بین انسان‌ها را تا حد زیادی تحت تأثیر قرار داد. سایر اختراعات بعدی مانند اینترنت، تلفن همراه و غیره، دنیای ارتباطات را نیز آسان‌تر کرده و تغییر داده است.
 
فناوری، دنیایی که زمانی بزرگ و بسیار دور به نظر می‌رسید را به یک دهکده جهانی کوچک تبدیل کرده است. به لطف فناوری، ما اکنون توانایی برقراری ارتباط با هر کس در هر نقطه دنیا را داریم. فناوری دنیا را به هم نزدیک کرده و تبادل افکار را برای یافتن راه حل‌های بهتر برای هر مشکلی ترغیب کرده است. پیشرفت در شیوه‌های ارتباطی باعث تصمیم گیری سریع‌تر شده و منجر به پیشرفت جهان شده است. بیشتر مشاغل به فناوری ارتباطات بستگی دارند. به عنوان مثال، کنفرانس ویدئویی امکان ارائه بهترین آموزش را از طریق دانشکده‌های متخصص مربوطه در وب فراهم کرده است.
 
با فناوری، ارتباطات آسان است. حتی در مواردی که می‌خواهید چیزی را فوراً به شخصی منتقل کنید، تلفن همراه و ایمیل مفید است. فناوری ارتباط با مخاطبین قدیمی را آسان کرده و روابط را تقویت کرده است. به لطف وب سایت‌ها برقراری ارتباط هرگز به این آسانی نبود. فناوری پشت موفقیت روابط دوردست است. گپ‌های ویدیویی و سایت‌های شبکه‌های اجتماعی نقش بزرگی در ارتباط برقرار کردن مردم با یکدیگر و نیز با مراجع علمی و قانونی داشته‌اند.
 
همه این‌ ارتباطات فناورانه زمینه ساز تحقیقات گسترده در زمینه ایجاد الکترونیک مبتنی بر طبیعت که فعلاً صورتی اسفناجی دارد بوده است. تلاش تجمعی محققین در نقاط مختلف گیتی که از طریق فناوری‌های نوین ارتباطی با هم در این زمینه تشریک مساعی داشته‌اند نقش به سزایی در موفقیت کار آنها داشته است. لذا قدردانی از این فناوری جزئی لاینفک از گزارش موفقیت‌های علمی اینچنینی است.
 
منبع: سوپان تِیک – تِک اسپیریتد