p (PhysOrg.com) - Os engenheiros da Universidade do Arizona patentearam um processo que pode levar ao próximo grande salto na microeletrônica, mudando completamente a forma como os microchips são feitos. Pierre Deymier, professor de ciência e engenharia de materiais, é um dos membros do corpo docente da UA que inventou o processo. p A próxima etapa é aplicar a pesquisa de nanofios a dispositivos e processos de fabricação.

p Os engenheiros da Universidade do Arizona patentearam um processo que pode levar ao próximo grande salto da microeletrônica, mudando completamente a forma como os microchips são feitos.

p O avanço da bioengenharia patenteado por pesquisadores do UA College of Engineering é usado para construir circuitos de fiação microscópicos feitos de cobre isolados por proteínas.

p Por meio de uma combinação de processos biológicos e deposição de cobre não eletrolítico, a equipe de pesquisa criou minúsculos fios com base em proteínas chamadas microtúbulos, também conhecido como MTs.

p Esses tubos têm um diâmetro interno de 15 nanômetros e um diâmetro externo de 25 nanômetros e podem atingir comprimentos de vários micrômetros. Os glóbulos vermelhos têm um diâmetro de cerca de 8 micrômetros, uma distância na qual 320 MTs podem ser alinhados lado a lado.

p O principal componente desta patente (US 7, 862, 652 B2) é a capacidade de depositar cobre dentro dos MTs não condutores para fazer minúsculos fios isolados, disse Pierre Deymier, um professor de ciência e engenharia de materiais e um dos membros do corpo docente da UA que inventou o processo.

p Deymier também é diretor da School of Sustainable Engineered Systems. Os co-inventores incluem Ian Jongewaard, James Hoying, Roberto Guzman e Srini Raghavan.

p Na natureza, MTs segregam DNA e cromossomos em uma célula em divisão. Durante a mitose (divisão celular), os MTs crescem e encolhem, aparecer e desaparecer, conforme eles são necessários. Eles começam a se formar a partir de uma proteína de semente chamada tubulina gama, Deymier explicou.

p Os pesquisadores imprimem tubulinas gama em pontos de circuito onde desejam que os fios comecem, e imprimir peptídeos específicos nos destinos dos fios. Os peptídeos são fitas de aminoácidos, os blocos de construção das proteínas.

p Múltiplos túbulos crescem, mas apenas alguns anexam. Quando todas as conexões forem concluídas, a solução em que os MTs estão crescendo é alterada, e aqueles que não estão anexados desaparecem.

p Próximo, os MTs restantes são banhados em uma solução de sal de cobre. “A chave é metalizar o interior dos microtúbulos antes do exterior, "Deymier disse.

p Um aminoácido chamado histidina, que tem uma forte afinidade com o cobre, se forma naturalmente dentro dos túbulos, e o processo de metalização começa aí. Ao cronometrar corretamente o ciclo do sal de cobre, cobre se forma apenas dentro dos MTs, resultando em minúsculos fios isolados.

p Um dos principais avanços foi encontrar um processo de deposição biologicamente benigno que não prejudicaria a função ou estrutura da MT. Este processo foi desenvolvido pelo professor Srini Rahavan e seus alunos do departamento de ciência e engenharia de materiais.

p As tecnologias tradicionais de fabricação de semicondutores estão atingindo os limites em sua busca por recursos de chip cada vez menores. A montagem biológica - crescimento de baixo para cima que imita a forma como os organismos vivos são criados - oferece os processos e o controle necessários para formar estruturas a partir de átomos e moléculas, Deymier disse.

p Essas tecnologias de baixo para cima prometem ser muito mais baratas, ele adicionou. Nanofios baseados em MT são naturalmente isolados, dando aos designers mais liberdade para passar os fios uns pelos outros, algo que não pode ser feito com os traços de circuito não isolados encontrados nas técnicas atuais de impressão de chip, como a fotolitografia.

p Além de seu uso na conexão de elementos de circuito de tamanho de molécula, Nanofios baseados em MT podem ser usados ​​para extrair corrente de células solares que imitam a fotossíntese, Deymier disse. Essas células fotográficas semelhantes a plantas incluem proteínas vegetais sensíveis à luz que capturam fótons e produzem elétrons. Os nanofios podem ser usados ​​para canalizar esses elétrons para o mundo exterior.

p A próxima etapa é aplicar essa pesquisa de nanofios a dispositivos e processos de fabricação. Disse Deymier:"Ficaríamos felizes em ver as pessoas licenciarem essa tecnologia para desenvolver processos de fabricação de microchip ou quaisquer outros processos relacionados."