Портал функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям.

Энергонезависимую память можно сделать с помощью вируса

Вирус-бактериофаг послужил каркасом для сборки частиц, способных менять фазовое состояние под действием электрического тока.

У современных персональных компьютеров есть недостаток, устранить который инженерам пока не очень удается. Обычная оперативная память на кремниевых чипах работает достаточно быстро, но она не подходит для постоянного хранения информации. А материалы для новейшей энергонезависимой памяти капризны, и создать из них микроскопические структуры не так-то просто.

Частицы германия и олова на поверхности бактериофага. (Фото: Singapore University of Technology and Design)

В будущем, по мнению некоторых специалистов, традиционные жесткие диски уступят место чипам с ячейками из материалов, которые способны менять свое фазовое состояние. Подобным образом ведут себя, например, германий, теллур и сурьма. Ячейка памяти с этими веществами может в нужный момент быть кристаллическом состоянии, а затем переключиться из кристаллического состояния в аморфное. В кристаллическом виде ячейка отлично проводит ток, а в аморфном становится изолятором. Этого достаточно, чтобы запоминать бит информации – ноль или единицу.

Чтобы такая память стала дешевой и массовой, нужно научиться совмещать новые материалы с уже существующими кремниевыми микросхемами. Один из лучших вариантов – делать ячейки в форме нитей толщиной в несколько нанометров. Однако технология производства нитей требует высоких температур, которые разрушительно действуют на новые материалы. Ангела Белчер (Angela Belcher) и Десмонд Лоук (Desmond Loke) из Массачусетского технологического института и Сингапурского университета технологии и дизайна нашли способ создавать микроскопические нити при комнатной температуре.

Обеспечим библиотеки России научными изданиями!

Исследователи использовали частицы германия и олова, которые тоже способны менять фазовое состояние. А собрать нить помог вирус-бактериофаг М13 длиной около 80 нм, паразитирующий на бактерии Escherichia coli. Молекулы на поверхности вируса заряжены отрицательно и поэтому могут притягивать положительно заряженные частицы германия и олова. В растворе без вирусов из частиц получались только бесформенные комки. А как только в раствор добавляли вирусы, частицы прилипали на их поверхности, рассказывают авторы в публикации в ACS Аpplied Nano Materials. Изучение раствора с помощью метода энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии показало, что частицы выстраивались в нити толщиной несколько десятков нанометров.

Микроструктуры, собранные на поверхности вируса, оказались пригодными для запоминания информации. Под воздействием тока они успешно меняли состояние с кристаллического на аморфное и наоборот. Любопытно, что модифицированный вариант вируса собирал частицы лучше, чем природные вирусы.

В дальнейшем исследователи намерены проверить, можно ли собирать на поверхности микроорганизма более замысловатые фигуры. Например, сделать так, чтобы определенные молекулы на поверхности вируса притягивали частицы титана. Это поможет создавать микроскопические ячейки, полностью совместимые с кремниевыми микросхемами.

Автор: Сергей Сурженко

Источник: Наука и жизнь (nkj.ru)