(Articol apărut în anul 2011, în revista Harvard Magazine)

.

Imaginați-vă că ați putea semnala unei celule imunitare să genereze anticorpi care să lupte împotriva bacteriilor sau chiar a cancerului. Această posibilitate fictivă este acum cu un pas mai aproape de realitate, odată cu dezvoltarea unui tranzistor biocompatibil, de mărimea unui virus. Profesorul de chimie Hyman Charles Lieber și colegii săi au folosit nanofire pentru a crea un tranzistor atât de mic, încât poate fi folosit pentru a intra și a sonda celulele, fără a perturba mașinăria intracelulară. Aceste întrerupătoare semiconductoare la scară nanometrică ar putea fi folosite chiar și pentru a permite comunicarea bidirecțională cu celulele individuale.

.

Lieber a lucrat în ultimul deceniu la proiectarea și sinteza unor piese la scară nanometrică, care să îi permită să construiască dispozitive electronice minuscule (a se vedea  revista”Liquid Computing”, ediția noiembrie-decembrie 2001, pagina 20).

.

Conceperea unei interfețe biologice, în care un dispozitiv la scară nanometrică să poată comunica efectiv cu un organism viu, a fost un obiectiv explicit de la început, dar s-a dovedit a fi dificil. La modul cel mai simplu, problema a constat în inserarea unui tranzistor construit pe un plan plat (gândiți-vă la suprafața unui cip de calculator) într-un obiect tridimensional: o celulă cu o dimensiune de, poate, 10 microni. Simpla străpungere a celulei nu era suficientă, deoarece tranzistorii au nevoie de un fir sursă, de unde să pătrundă electronii, și de un fir de drenaj, prin care aceștia să fie descărcați.

.

Cheia, spune Lieber, a fost găsirea modalității de a introduce două curbe de 120 de grade într-un fir liniar pentru a crea o configurație în formă de „V” sau de agrafă de păr, cu tranzistorul aproape de vârf. Scoaterea întregii structuri de pe suprafața pe care fusese creată a fost mai ușoară: Lieber a integrat sondele de nanofire cu o pereche de interconectări bimetalice, în straturi. Benzile îmbinate din două metale diferite care se dilată cu viteze diferite au fost folosite de ani de zile în termostate – atunci când temperatura se schimbă, un metal se umflă sau se contractă mai mult decât celălalt, îndoind termostatul spre partea opusă pentru a se adapta la dilatare. Lieber a folosit acest principiu pentru a ridica tranzistorul și a-l scoate din planul plat pe care a fost creat.

.

Când a proiectat în cele din urmă micul dispozitiv și a încercat să-l introducă într-o celulă, nu a avut noroc: apăsând suficient de tare pentru a întrerupe membrana celulară, relatează el, a ucis celula „destul de repede”. Dar când echipa sa a acoperit nanofilamentul în formă de agrafă de păr cu un strat de lipide grase (aceeași substanță din care sunt alcătuite membranele celulare), dispozitivul a fost tras cu ușurință în celulă prin fuziunea membranară, un proces înrudit cu cel pe care celulele îl folosesc pentru a înghiți virușii și bacteriile.

.

Această inovație este importantă, explică Lieber, deoarece indică faptul că, atunci când o structură creată de om este la fel de mică precum un virus sau o bacterie, aceasta se poate comporta la fel ca structurile biologice.

.

.

.

.

.

.

.