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Gli scienziati del gruppo Silklab della Tufts University hanno presentato una nuova classe di transistor che fonde elementi biologici con componenti elettronici, aprendo potenzialmente la strada a una nuova era della tecnologia dei microprocessori. Questi transistor a base di seta, annunciati come un ponte tra la biologia e l'elettronica, offrono l'allettante prospettiva di circuiti ad autoapprendimento, emulatori di reti neurali e persino di memorizzazione diretta. Sebbene la piena integrazione di questi innovativi transistor nell'industria dei semiconduttori possa essere un obiettivo lontano, le loro potenziali applicazioni nei sensori e nei dispositivi sanitari stanno già facendo scalpore.
Il cuore di questa tecnologia rivoluzionaria è la fibroina di seta, un materiale organico che sostituisce i tradizionali isolanti inorganici nei componenti elettronici. La fibroina di seta vanta proprietà notevoli, come la precisa deposizione sulle superfici e la capacità di subire modifiche con molecole biologiche e chimiche. Questi attributi consentono ai transistor a base di seta di interagire in modo reattivo con gli stimoli biologici e ambientali.
Un'applicazione notevole di questi transistor ibridi è dimostrata da un prototipo di sensore del respiro, che mostra un'eccezionale sensibilità alle variazioni di umidità. Questa caratteristica è promettente per una serie di apparecchiature diagnostiche mediche, tra cui dispositivi per il monitoraggio di malattie cardiovascolari e polmonari, apnee notturne, nonché per il rilevamento di parametri come l'ossigenazione del sangue e i livelli di glucosio.
La chiave del funzionamento dei transistor basati sulla seta risiede nella manipolazione della composizione ionica della seta stessa. Questa manipolazione consente un'elaborazione variabile delle informazioni, simile alle capacità dell'informatica analogica. Di conseguenza, questi transistor possono interagire con uno spettro di fattori biologici e ambientali, rivoluzionando potenzialmente i processi di calcolo dei moderni microprocessori.
Il team di ricerca che sta dietro a questa innovazione è ottimista riguardo alla perfetta integrazione dell'elaborazione della seta su scala nanometrica con le attuali tecnologie commerciali di produzione dei chip. Questa compatibilità apre le porte alla possibilità di incorporare miliardi di transistor biologicamente interattivi negli attuali dispositivi e sistemi elettronici. Le ramificazioni di questo sviluppo sono profonde, in quanto potrebbero portare alla creazione di microprocessori avanzati che emulano le reti neurali nell'intelligenza artificiale, circuiti autoadattativi e persino capacità di memorizzazione diretta all'interno dei transistor.
Fiorenzo Omenetto, responsabile del Silklab della Tufts University, immagina un futuro in cui i circuiti integrati possano "addestrarsi da soli, rispondere ai segnali ambientali e registrare la memoria direttamente nei transistor anziché inviarla a una memoria separata".