Zelfvoorzienende, intelligente elektronische microsystemen van "groen" materiaal

Onderzoekers hebben een elektronisch microsysteem gecreëerd dat intelligent kan reageren op informatie-invoer zonder enige externe energie-invoer, net als een zelf-autonoom levend organisme. Het microsysteem is opgebouwd uit een nieuw type elektronica dat ultralage elektronische signalen kan verwerken en bevat een nieuw apparaat dat elektriciteit kan opwekken uit de omgeving. Beide belangrijkste componenten van het microsysteem zijn gemaakt van eiwit-nanodraden, een "groen" elektronisch materiaal dat op duurzame wijze wordt geproduceerd uit microben zonder e-waste te produceren.

Het project vertegenwoordigt een voortdurende evolutie van recent onderzoek door het team. Eerder ontdekten ze dat elektriciteit kan worden opgewekt uit de omgeving / vochtigheid met een op eiwit-nanodraad gebaseerde Air Generator (Air-Gen), een apparaat dat continu elektriciteit produceert in bijna alle omgevingen op aarde. Ze ontdekten ook dat de eiwit-nanodraden kunnen worden gebruikt om elektronische apparaten te bouwen, memristors genaamd, die hersenberekening kunnen nabootsen en werken met ultralage elektrische signalen die overeenkomen met de biologische signaalamplitudes.

De nieuwe microsystemen gebruiken de elektriciteit van Air-Gen om sensoren en circuits aan te sturen die zijn opgebouwd uit eiwit-nanodraad-memristors. Het elektronische microsysteem haalt energie uit de omgeving om detectie en berekening te ondersteunen zonder dat een externe energiebron (bijv. batterij) nodig is. Het heeft volledige energetische zelfvoorzienendheid en intelligentie, net als de zelfautonomie in een levend organisme.

Het systeem is ook gemaakt van milieuvriendelijk biomateriaal:nanodraden van eiwitten die zijn geoogst uit bacteriën. De Air-Gen is ontwikkeld op basis van de microbe Geobacter, die vervolgens werd gebruikt om elektriciteit op te wekken uit vocht in de lucht en later om memristors te bouwen die menselijke intelligentie konden nabootsen.