단백질 나노와이어 전자공학: 지속 가능한 친환경 소재로 만든 자가 구동 지능형 마이크로시스템

연구자들은 외부 에너지 입력 없이 정보 입력에 지능적으로 반응하는 전자 마이크로시스템을 만들었습니다. 마치 자율적인 생명체처럼 말이죠. 이 마이크로시스템은 초저전력 전자 신호를 처리할 수 있는 새로운 유형의 전자공학과 주변 환경에서 전기를 생성할 수 있는 새로운 장치를 통합합니다. 마이크로시스템의 두 핵심 구성 요소 모두 단백질 나노와이어로 만들어졌으며, 이는 미생물로부터 재생 가능하게 생산되어 전자 폐기물을 발생시키지 않는 '친환경' 전자 소재입니다.

이 프로젝트는 팀의 최근 연구 진화의 연속입니다. 이전에는 단백질 나노와이어 기반 공기 발전기(Air-Gen)로 주변 환경/습도에서 전기를 생성할 수 있음을 발견했습니다. 이 장치는 지구상 거의 모든 환경에서 지속적으로 전기를 생산합니다. 또한 단백질 나노와이어로 뇌 연산을 모방하고 생물학적 신호 진폭과 일치하는 초저전력 전기 신호로 작동하는 멤리스터라는 전자 장치를 구축할 수 있음을 발견했습니다.

새로운 마이크로시스템은 Air-Gen의 전기를 이용해 단백질 나노와이어 멤리스터로 구성된 센서와 회로를 구동합니다. 전자 마이크로시스템은 외부 에너지원(배터리 등) 없이 환경에서 에너지를 얻어 센싱과 연산을 지원합니다. 완전한 에너지 자립성과 지능을 가지며, 생명체의 자율성과 같습니다.

이 시스템은 박테리아에서 수확한 단백질 나노와이어라는 환경 친화적 생체 소재로 만들어졌습니다. Air-Gen은 Geobacter 미생물에서 개발되어 공기 중 습도에서 전기를 생성하는 데 사용되었고, 나중에 인간 지능을 모방할 수 있는 멤리스터를 만드는 데 이용되었습니다.