Puh, also irgendwie sind die Tage das Wissenschafts-Wochenende schlechthin. Und ich habe hier die nächste News für euch aus dem Bereich. Wissenschaftler von der Columbia University haben erfolgreich den weltweit ersten Computer-Chip entwickelt, der von einem isolierten chemisch-biologischen Prozess angetrieben wird.
Natürliche Systeme, die in der Natur stattfinden, stellen oft viel zu viel Energie her, die meist gar nicht richtig genutzt wird. Der neue Bio-Chip stellt eine High-Tech-Version da, die mit der Natur arbeitet. Im Labor erzielte das Gerät schon gute Ergebnisse, aber um zu verstehen, wie die Technologie dahinter von statten geht, braucht man etwas Grundwissen in Naturwissenschaften.
Fangen wir also damit an, dass die Forscher eine Lipidzweischichtmembran erstellt haben, die eine Ionenpumpe enthält. Das ist das Fundament auf dem alles aufbaut, um die chemisch-biologische Energie für den Chip nutzen zu können. Pflanzen betreiben, wie wir alle wissen, Fotosynthese und dabei entsteht Adenosintriphosphat (ATP).
Nun ist diese Ionenpumpe da, um das elektrochemische Gleichgewicht in der Biomembran halten zu können. Man muss sich das wie einen Kanal vorstellen, der zwischen der Membranschicht liegt und Protonen entsprechend ihrem Konzentrationsgradienten sortiert. Dabei entsteht Energie und daraus wiederum wird ATP hergestellt. Natürlich läuft der ganze Prozess in komplexen Teilschritten ab, aber ich stelle es hier mal vereinfacht da. Das ATP ist der universelle Energieträger aller Zellen.
Das ist aber noch lange nicht alles. Jetzt hat man den Energieträger, aber noch lange keine Energie, die sich für den Bio-Chip nutzen lässt. Das ATP muss aufgespalten werden. Dies geschieht durch eine ATPase, die das Adenosintriphosphat in ADP und einem Phosphatrest aufteilt. Die Ionenpumpe wird an eine herkömmliche Halbleiterschaltung angeschlossen und überträgt die gewonnene Energie.
Obwohl biologische Systeme in der Vergangenheit schon mit Computer-Chips verbunden wurden, so ist die Isolierung und die Verwendung von nur einer Komponente neu. Man braucht also nicht die ganze Zelle, sondern nur den Teil, der tut, was man will. Die Forscher glauben, dass dieser Prozess von großem Nutzen sein wird.
Quelle: inhabitat
