Électronique à nanofils protéiques : microsystèmes auto-alimentés et intelligents à partir de matériaux verts durables

Des chercheurs ont créé un microsystème électronique capable de répondre intelligemment aux entrées d'information sans aucune entrée d'énergie externe, un peu comme un organisme vivant auto-autonome. Le microsystème est construit à partir d'un nouveau type d'électronique capable de traiter des signaux électroniques ultrfaibles et intègre un nouveau dispositif capable de générer de l'électricité à partir de l'environnement ambiant. Les deux composants clés du microsystème sont fabriqués à partir de nanofils protéiques, un matériau électronique « vert » produit de manière renouvelable à partir de microbes sans produire de déchets électroniques.

Le projet représente une évolution continue de recherches récentes de l'équipe. Auparavant, ils avaient découvert que l'électricité peut être générée à partir de l'environnement ambiant/humidité avec un générateur d'air à base de nanofils protéiques (Air-Gen), un dispositif qui produit continuellement de l'électricité dans presque tous les environnements trouvés sur Terre. Ils ont également découvert que les nanofils protéiques peuvent être utilisés pour construire des dispositifs électroniques appelés memristors qui peuvent imiter le calcul cérébral et fonctionner avec des signaux électriques ultrfaibles qui correspondent aux amplitudes des signaux biologiques.

Les nouveaux microsystèmes incorporent l'électricité de l'Air-Gen pour piloter des capteurs et des circuits construits à partir de memristors à nanofils protéiques. Le microsystème électronique obtient de l'énergie de l'environnement pour soutenir la détection et le calcul sans avoir besoin d'une source d'énergie externe (par exemple, une batterie). Il possède une autonomie énergétique complète et une intelligence, tout comme l'auto-autonomie dans un organisme vivant.

Le système est également fabriqué à partir de biomatériaux respectueux de l'environnement — des nanofils protéiques récoltés à partir de bactéries. L'Air-Gen a été développé à partir du microbe Geobacter, qui a ensuite été utilisé pour créer de l'électricité à partir de l'humidité dans l'air et plus tard pour construire des memristors capables d'imiter l'intelligence humaine.