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Leitfähiges Protein für die 3D-Mikroarray-Montage

13.02.2013

Dreidimensionale Mikrochips gelten als die ideologischen Erben moderner "flacher" Mikrochips. Es wird angenommen, dass solche Geräte kompakter werden als ihre Vorgänger und eine größere Leistung und weniger Wärme aufweisen. Die Produktion solcher Vorrichtungen ist aufgrund der hohen Kosten solcher Chips und technologischer Schwierigkeiten noch nicht etabliert, wodurch die prozentuale Ausbeute geeigneter Kristalle äußerst gering bleibt.

Manuel Thery von der Universität Grenoble (Frankreich) und seine Kollegen haben eine kostengünstige Alternative zu modernen Methoden zum Zusammenbau dreidimensionaler Mikrochips entwickelt, nachdem sie gelernt hatten, wie man den Zusammenbau von „Biodrähten“ aus Proteinmolekülen handhabt. Wissenschaftler machten auf das Protein Aktin aufmerksam, dessen Moleküle das „Skelett“ aller Zellen im menschlichen Körper bilden. Es ist eine wasserlösliche kurze Kette von vierhundert Aminosäuren. Wenn Magnesiumionen in Lösung erscheinen, verbinden sich Aktinfragmente schnell miteinander und verwandeln sich in starke Polymerfilamente.

Teri und seine Kollegen lernten, wie man diese Filamente in den richtigen Teilen der „Hälften“ eines dreidimensionalen Chips wachsen lässt, indem sie spezielle „Keim“-Moleküle an Siliziumwafer anhefteten, die bewirkten, dass sich die Aktinfilamente in ein Polymer ohne Magnesiumionen verwandelten. Diese Fäden sind mit einem ziemlich geringen Abstand zwischen den Teilen des Chips miteinander verflochten und bilden starke "Tunnel", deren Wände aufgrund der daran gebundenen Goldatome Strom leiten.

Laut Biotechnologen leitet dieses Design den Strom nicht schlechter als "klassische" Metallkontakte zwischen Schichten von 3D-Chips. Die niedrigen Kosten von Proteinmolekülen, die relative Einfachheit ihrer Herstellung und die Kompatibilität mit anderen "Wachstums"-Techniken für Silizium-Mikrochips machen diese Technologie zu einem ernsthaften Konkurrenten für aktuelle XNUMXD-Mikrochip-Montagemethoden.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

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Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Kohlendioxid Kunststoff 05.04.2013

Chemikern der Yale University und der Brown University ist möglicherweise ein Durchbruch bei der Herstellung chemischer Rohstoffe gelungen. Wissenschaftler haben einen kostengünstigen und effektiven Weg gefunden, Acrylat aus „freiem“ Kohlendioxid – dem wichtigsten industriellen Rohstoff – herzustellen. Viele Dinge werden aus Acrylat hergestellt, insbesondere Plexiglas, Plexiglas, Farben, Stoffe usw. Chemieanlagen produzieren jährlich Milliarden Tonnen Acrylat, normalerweise durch Erhitzen von aus Rohöl gewonnenem Propylen. Es ist klar, dass dies ein teures energieintensives Verfahren ist, das auch umweltschädlich ist.

Seit den 1980er Jahren erforschen Wissenschaftler die Möglichkeit, Acrylat herzustellen, indem Kohlendioxid mit Ethylen in Gegenwart von Nickel und anderen Metallkatalysatoren kombiniert wird. Ethylen ist billiger als Propylen und kann aus pflanzlicher Biomasse gewonnen werden, aber Kohlendioxid ist im Allgemeinen reichlich vorhanden. Allerdings stoßen Wissenschaftler seit vielen Jahren auf ein Hindernis: Anstatt ein Acrylatmolekül zu bilden, bilden CO2 und Ethylen in der Regel Vorläufermoleküle mit Fünfringen aus Sauerstoff, Nickel und drei Kohlenstoffatomen. Dieser Ring lässt sich nur sehr schwer „brechen“, wodurch die Herstellung von Acrylat aus alternativen Rohstoffen teurer wird.

Jetzt haben Wissenschaftler herausgefunden, dass fünfgliedrige Ringe leicht durch spezielle Substanzen, Lewis-Säuren, die Elektronenakzeptoren sind, zerstört werden. Säuren „klauen“ Elektronen aus den Bindungen zwischen Nickel und Sauerstoff, dies schwächt die Struktur des fünfgliedrigen Rings, wodurch dieser zerfällt und am Ausgang das gewünschte Acrylat ergibt.

Um das hohe Potenzial der neuen Technologie zu demonstrieren, verwendeten die Wissenschaftler leicht verfügbare Säuren auf Borbasis. Allerdings ist dies eine zu starke Säure für einen breiten industriellen Einsatz, und Wissenschaftler suchen derzeit nach anderen geeigneten Lewis-Säuren, da es eine ganze Reihe davon gibt.

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