Vasemmalla kyseisen transistorin periaatekuva, oikealla suurennettu valokuva kitosaanikuiduista. Valkoinen mittasuhdepalkki on 200 nanometriä.
Vasemmalla kyseisen transistorin periaatekuva, oikealla suurennettu valokuva kitosaanikuiduista. Valkoinen mittasuhdepalkki on 200 nanometriä.

Prototyypissä signaalin kuljetuksesta huolehtivat elektronien sijasta protonit, kuten elävässä kudoksessa.

Elektroniset laitteet lähettävät informaatiota negatiivisesti varautuneiden elektronien avulla. Elollisissa olennoissa, kuten ihmiskehossa, samaa tehtävää hoitavat positiivisesti varautuneet protonit tai ionit, jotka voivat olla sähköiseltä varaukseltaan niin positiivisia kuin negatiivisiakin.

Nykyisin esimerkiksi kehoon liitettävät mittalaitteet käyttävät tyypillisesti elektroneja. Elävän kudoksen mittaamisessa rajapinta on aina haastava, koska ei ole varmuutta, miten signaali muuttuu toisentyyppiseksi – varsinkin jos halutaan mitata hyvin pienen mittakaavan ilmiöitä.

Ihmiskehossa esimerkiksi protonit osallistuvat biologiseen energiansiirtoon ja ionit puolestaan välittävät signaaleja aivoissa.

Washingtonin yliopistossa on keksitty ratkaisu, jolla päästään suoraan käsiksi biologisiin signaaleihin. Innovaation ydin on käyttää transistorissa kitosaanimolekyylejä, jotka johtavat erittäin hyvin protoneja. Kitosaani on biopolymeeri, jota voidaan helposti valmistaa äyriäisten kuorista.

Prototyyppitransistorissa protonivirran avulla voidaan lähettää signaalipulsseja, ja protonivirta voidaan kytkeä pois päältä ja uudelleen päälle aivan kuten tavallisessa transistorissakin.

Tulevilla käytännön sovelluksilla, joita tosin saataneen odottaa vielä vuosikymmen, voitaisiin esimerkiksi mitata suoraan solujen tiedonsiirtoa tai mahdollisesti valmistaa biologisia prosesseja monitoroivia tai jopa sääteleviä implantteja.

Tutkimuksen julkaisi Nature Communications.

Englanninkielinen tiedote on luettavissa myös yliopiston nettisivuilta.