Un nuevo transistor basado en protones para interactuar con seres vivos

Un grupo de científicos de la Universidad de Washington han construido un novedoso transistor que utiliza protones en vez de electrones, creando una pieza clave en la interacción hombre-máquina. Este estudio aparece publicado esta semana en la revista Nature Communications.Actualmente las investigaciones se centran en dipositivos capaces de conectarse con diferentes procesos del ser humano, como sensores biológicos o prótesis, pero que se comunican utilizando electrones (partículas con carga negativa) en vez de protones (átomos de hidrógeno con una única carga positiva en su núcleo) o iones, que es lo que utilizan los seres vivos.

“Así que siempre está este reto en la interfaz: ¿cómo traducir una señal electrónica en una señal iónica o viceversa?”, afirma Marco Rolandi, autor de la investigación y profesor de la Universidad de Washington. “Hemos encontrado un biomaterial que es muy bueno para la conducción de protones, y permite la posibilidad de interactuar con los sistemas vivos”.

En nuestro cuerpo, los protones juegan un papel clave en la transferencia de energía biológica. Los iones abren y cierran canales en la membrana celular y permiten el bombeo de partículas dentro y fuera de la célula. Además, tanto animales como seres humanos emplean iones para flexionar sus músculos y para transmitir las señales del cerebro. Así, una máquina compatible con este sistema podría en un futuro controlar algunos de estos procesos a partir de un flujo de protones.

Un primer paso hacia esta utopía de control es el desarrollo de un transistor capaz de enviar una corriente de protones. Este prototipo, de unas 5 micras de ancho, es un transistor de efecto de campo (FET) que incluye tres terminales: una puerta, un drenador y una fuente para la corriente.

Existen una ingente cantidad de aplicaciones para este dispositivo pero la más inmediata sería ladetección de células en un laboratorio. El protipo actual está formado por una base de silicio, por lo que no podría ser utilizado en un cuerpo humano. Sin emabrgo, una versión biocompatible podría ser implantada directamente en los seres vivos en un futuro, para monitorizar o incluso controlar, algunos procesos biológicos.