Токопроводящие белки можно использовать для создания трехмерных микрочипов

Токопроводящие белки можно использовать для сборки трехмерных микрочипов из отдельных кремниевых пластин, что значительно удешевит производство электронных устройств, заявляют биотехнологи в статье, опубликованной в журнале Nature Materials.

Трехмерные микросхемы считаются идеологическими наследниками современных «плоских» микрочипов. Считается, что подобные устройства станут более компактными, чем их предшественники, и будут обладать большей производительностью и меньшим тепловыделением. Производство подобных устройств пока не налажено из-за высокой себестоимости подобных чипов и технологических сложностей, в результате которых процент выхода годных кристаллов остается крайне низким.

Мануэль Тэри из университета города Гренобль (Франция) и его коллеги разработали дешевую альтернативу современным методикам сборки трехмерных микрочипов, научившись управлять сборкой «биопроводов» из молекул белков. Ученые обратили внимание на белок актин, молекулы которого формируют «каркас» всех клеток в теле человека. Он представляет собой растворимую в воде короткую цепочку из четырех сотен аминокислот. При появлении ионов магния в растворе фрагменты актина быстро соединяются друг с другом, превращаясь в прочные полимерные нити.

Тэри и его коллеги научились выращивать эти нити в нужных частях «половинок» трехмерного чипа, присоединяя к кремниевым пластинам особые молекулы-«затравки», заставлявшие нити актина превращаться в полимер без ионов магния. Эти нити сплетаются друг с другом при достаточно небольшом расстоянии между частями чипа, образуя прочные «тоннели», стенки которых проводят ток благодаря присоединенным к ним атомам золота.

По словам биотехнологов, данная конструкция проводит ток не хуже, чем это делают «классические» металлические контакты между слоями 3D-чипов. Небольшая стоимость белковых молекул, относительная простота их изготовления и совместимость с другими методиками «выращивания» кремниевых микрочипов делают эту технологию серьезным конкурентом для текущих способов сборки трехмерных микросхем, заключают авторы статьи.