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據(jù)美國(guó)物理學(xué)家組織網(wǎng)4月26日?qǐng)?bào)道，亞利桑那大學(xué)工程師模擬生物生長(zhǎng)發(fā)明的蛋白質(zhì)電路制造工藝獲得美國(guó)專利。該制造工藝是生物工程的一項(xiàng)突破，通過將生物過程和無(wú)電鍍銅沉積結(jié)合起來(lái)，制成了內(nèi)部是銅、外部是蛋白質(zhì)的絕緣導(dǎo)線，可用來(lái)構(gòu)建電路，這將使微電子學(xué)產(chǎn)生巨大飛躍，或?qū)⑼耆淖?a href="http://m.qingdxww.cn/keyword/微芯" target="_blank" class="relatedlink">微芯片制造的方向，使之進(jìn)入生物組裝時(shí)代。 該工藝的專利號(hào)為US 7，862，652 B2。發(fā)明人表示，很高興這項(xiàng)技術(shù)得到認(rèn)可，下一步是把該工藝從研究領(lǐng)域應(yīng)用到納米設(shè)備和制造過程中，用于開發(fā)微芯片或其他相關(guān)過程。 專利的關(guān)鍵部分是將銅沉積到一種絕緣的微管蛋白內(nèi)部，制成納米級(jí)線路。這種微管內(nèi)直徑15納米，外直徑25納米，可以生長(zhǎng)到幾微米。紅血細(xì)胞直徑為8微米，在它上面能并排分布320個(gè)微管。專利發(fā)明人、亞利桑那大學(xué)材料科學(xué)與工程教授皮埃爾·戴米爾解釋說，在天然細(xì)胞的有絲分裂過程中，微管負(fù)責(zé)將DNA（脫氧核糖核酸）和染色體隔開，它們從一種名為伽瑪微管蛋白（gamma tubulin）的種子蛋白中產(chǎn)生，可按照需要生長(zhǎng)或萎縮、出現(xiàn)或消失。 研究小組在線路開端印上伽瑪微管蛋白，在線路終點(diǎn)印上某種多肽，多肽是氨基酸鏈，是構(gòu)建蛋白質(zhì)的基材。許多微管會(huì)長(zhǎng)出來(lái)，但只有一些能到達(dá)終點(diǎn)，所有線路連接完成后，微管生長(zhǎng)的溶液就會(huì)變化，沒能到達(dá)終點(diǎn)的微管會(huì)消失，留下的微管則浸泡在銅鹽溶液中。 “關(guān)鍵是讓微管內(nèi)部的銅比外面的先行硬化。”合作發(fā)明人、材料科學(xué)與工程系的斯瑞尼·洛哈文和學(xué)生共同改良了生物沉積過程，這一改良不會(huì)破壞微管的功能和結(jié)構(gòu)。他解釋說，微管內(nèi)部會(huì)自發(fā)形成一種組氨酸，對(duì)銅有很強(qiáng)的親和性，金屬化過程由此開始。恰當(dāng)掌握銅鹽循環(huán)周期的時(shí)機(jī)，銅就會(huì)只在微管內(nèi)部形成，成為微細(xì)的絕緣導(dǎo)線。 研究人員表示，傳統(tǒng)半導(dǎo)體制造技術(shù)已無(wú)法滿足對(duì)芯片微型化的迫切需求，而生物組裝技術(shù)模擬了生物生長(zhǎng)的方式，提供了一種能在原子和分子水平上按照需要控制結(jié)構(gòu)形成的工藝過程。 戴米爾還指出，微管蛋白納米線天然絕緣，讓設(shè)計(jì)人員能更自由地排布線路，這是非絕緣線路如光刻技術(shù)（photolithography）做不到的。除此之外，它還能在模擬光合作用的太陽(yáng)能電池中汲取電流，作為電子通道與外部連接。 |
