Baktériumokban készíthetik az optikai számítógépeket

Mikrobákban készülhetnek az optikai számítógépek új generációjának alkatrészei, miután lezajlott az első sikeres kísérlet, mely során félvezető kristályokat növesztettek egy baktérium belsejében.

A technika végleges változata olyan eszközöket eredményezhet a baktériumok közreműködésével, mint tranzisztorok vagy fénykibocsátó diódák, melyek mindössze néhány nanométer átmérőjűek, állítják az eredményt elérő kutatók. Ilyen parányi LED-ekre lesz szükség a fény előállítására a tervezett ultragyors mikrochipekben, melyek az elektromos helyett optikai jeleket fognak használni az adatok feldolgozásához. A LED-ek alakjának, méretének és kristályszerkezetének kontrollálása létfontosságú, mivel ezeken az arányokon már a kvantum fizikai hatások is belépnek a képbe. Ezek a hatások képesek finoman befolyásolni, vagy akár észlelhetetlenné tenni a nanokristályok által kibocsátott fény hullámhosszát, ezért a kutatók a biológiához fordultak a fizikai tulajdonságok feletti felügyelet érdekében.

Brent Iverson és munkatársai az austini Texas Egyetemen kíváncsiak voltak vajon sikerülne-e előállítaniuk egy félvezető kristályt egy egyszerű E.coli baktériumban, azáltal hogy ráveszik a szükséges hozzávalók, mint különálló ionok elfogyasztására a baktérium természetes ionszállító rendszerei használatával. Ezért elhelyeztek egy E.coli tenyészetet egy kadmium klorid oldatban majd nátrium szulfidot adtak hozzá. A baktérium valóban felvette a kadmium és a szulfid ionokat, melyek reakcióba lépve a mikrobák belsejében félvezető kadmium szulfid nanokristályokat hoztak létre.

Egy átlagos baktérium körülbelül 10 000 nanokristályt állított elő, melyek méretben 2 és 5 nanométer között váltakoztak, ez megközelítőleg 25000-szer véknyabb egy emberi hajszálnál. A kutatóknak azonban még fel kell fedezniük, mi befolyásolja a kristályok méretét, illetve mi akadályozza meg őket abban, hogy 5 nanométernél nagyobbra nőjenek. A végcél az egyforma méretű kristályok létrehozása, melyek ezután már alkalmazhatók lennének az optikai chipekben.

Mindazonáltal többen szkeptikusan figyelik a texasi csapat ténykedését, ilyen például Dennis Winge, a Utah Egyetem tudósa, aki maga is végzett hasonló kísérleteket növényi és élesztő sejtekkel és miután beazonosította a kristály méretéért felelős anyag mibenlétét, kénytelen volt megállapítani, hogy rendkívül nehéz irányítani a kristályformálódást.

Iverson még keresi ezt az anyagot az E.coli esetében. A baktériumot nagyon könnyű laboratóriumban kitenyészteni és manipulálni, ezért reméli, hogy ha egyszer ráakad a titok nyitjára, akkor már jóval gyorsabb előrehaladást tud elérni, mint tudóstársai a növényi vagy élesztő sejtjeikkel.