حافظه های پرروتینی برای رایانه های آینده

باکتریو روداپسین ، پروتئینی است که همانند رداپسین (پروتئین موجود در سلولهای شبکیه چشم پستانداران)، گیرنده نور میباشد. این پروتئین در غشاء واکوئلهای گازی هالوباکتریومها وجود دارد. باکتریو روداپسین دارای یک قسمت کوآنزیمی میباشد که از رتینال تشکیل شده است. باکتری در شرایط بی هوازی به کمک این پروتئین از طریق چرخه انتقال پروتون،ATP تولید میکند. باکتریو روداپسین با دریافت نور دچار تغییرات ساختاری چرخه ای می شود که فتوسایکل نام دارد. در طی این چرخه، ابتدا فرم BR-باکتریو روداپسین، با جذب نور سبز با طول موج 570 نانومتر، تغییر ساختار داده و به ایزوفورم M- باکتریو روداپسین، تبدیل می شود. ایزوفرم M با در یافت نور قرمز با طول موج 640 نانومتر به فرم P تبدیل شده و باعث خروج یک پروتون از واکوئل میشود. این پروتون برای سنتز ATP مصرف می شود. فرم P  نیز با دریافت نور آبی دوباره به فرم BR تبدیل میشود.

خصوصیات پیزوالکتریکی و فتوالکتریکی پروتئین باکتریو روداپسین، در حین تبدیل ایزوفورمها به هم، تغییر می کند. دانشمندان روسی با توجه به این خصوصیات پروتین باکتریو روداپسین، به فکر ساختن حافظه های مینیاتوری سه بعدی برای کامپیوترها افتادند. یوری ارچیشکف از آکادمی علوم مسکو به همراه پروفوسور بریج از دانشگاه سیراکوز از پیشگامان این ایده بودند.

در این نوع حافظه ها، از یک مکعب کوچک ساخته شده از نوعی پلاستیک شفاف اشباع شده از باکتریو روداپسین، استفاده میشود. برای ثبت اطلاعات بر روی این مکعب ها ابتدا به وسیله لیزر سبز ایزوفورم BR به ایزوفورم M تبدیل می شود.پس از چند میلی ثانیه بوسیله لیزر قرمز که با زاویه 90 درجه نسبت به لیزر اول قرار دارد به همان نقطه شلیک می شود و مولکول به حالت P برده می شود. چون در اینجا از دو لیزر استفاده میشود میتوان هر نقطه درون مکعب را بصورت صفر و یک باینری مشخص کرد. برای خواندن اطلاعات، دوباره لیزر سبز به مکعب تابانده می شود در این حالت مولکولهایی که در حالت BR هستند، نور را جذب کرده و مانع عبور آن می شوند. با  قرار دادن یک آشکار ساز  در صفحه می توان نقاط روشن (نور عبوری =1) و نقاط تاریک (نور عبوری = صفر) را تشخیص داد و بصورت سیگنالهای الکتریکی به پردازشگر کامپیوتر ارسال کرد. برای پاک کردن اطلاعات از لیزر آبی استفاده می شود، در این حالت باکتریو روداپسین به فرم BR در میاید.

در هر سانتی متر مکعب از این حافظه ها میتوان یک گیگابایت اطلاعات ذخیره کرد. سرعت خواندن و ثبت اطلاعات بر روی این حافظه ها 640 مگابایت در ثانیه است. 

/ 1 نظر / 24 بازدید
محمود

سلام من دانشجوی رشته زیست سلولی هستم کدام یک از گرایشهای علوم ازمایشگاهی ( کارشناسی ارشد ) بازار کار بهتری دارد ودانشجوی رشته زیست شناسی سلولی موفقتر است