Các nhà khoa học Viện Hệ thống Vi mô, Học viện Khoa học Trung Quốc kết hợp với Đại học Stony Brook và Đại học Texas (Mỹ) chế tạo và phát triển một loại ổ cứng bằng tơ tằm sinh học tự nhiên đầu tiên trên thế giới với dung lượng lớn và độ ổn định cao trong môi trường khắc nghiệt.
Protein fibroin trong tơ tằm được chế tạo thành ổ cứng lưu trữ. Ảnh: CCTV.
Nghiên cứu là sự kết hợp giữa công nghệ bán dẫn và công nghệ lưu trữ chất lượng cao. Ổ cứng được nhóm nghiên cứu sử dụng protein fibroin trong tơ tằm không hòa tan để làm môi trường lưu trữ. Dựa trên khả năng hấp thụ ánh sáng hồng ngoại có chọn lọc của fibroin, nhóm áp dụng kỹ thuật quang khắc nano bằng tia hồng ngoại để xử lý chức năng lưu trữ với khối lượng lớn trên màng protein fibroin. Kỹ thuật này được sử dụng trong công nghệ bán dẫn chế tạo linh kiện với kích thước siêu nhỏ.
"Ổ cứng bằng protein của tơ tằm không chỉ lưu trữ thông tin được mã hóa kỹ thuật số như hình ảnh, âm thanh, văn bản giống như ổ cứng bộ nhớ bán dẫn thông thường, mà còn cung cấp một nền tảng thu thập và lưu trữ thông tin về hoạt tính của sinh vật, DNA sinh học", Tao Hu, thành viên nhóm nghiên cứu nói.
Protein tơ tằm có độ bền cơ học cao, tính tương thích sinh học và khả năng phân hủy cao. Ổ cứng được phát triển bằng protein tơ tằm có dung lượng lưu trữ tới 64 GB/inch vuông, lưu trữ đồng thời các thông số kỹ thuật hệ nhị phân.
Những đặc điểm này giúp ổ cứng có thể hoạt động trong thời gian dài dưới môi trường khắc nghiệt như độ ẩm cao tới 90%, từ trường cao tới 7 Tesla (đơn vị đo cường độ từ trường) và bức xạ mạnh tới 25.000 Gy (đơn vị đo lượng hấp thụ bức xạ).
Protein fibroin là vật liệu không thấm nước, có kết cấu không thấm nước và không khí trong phạm vi nanomet, giúp bảo vệ các phân tử hữu cơ dễ bị hư hỏng như protein, glucose, DNA. Giáo sư Tao Hu, thành viên nhóm nghiên cứu cho biết, ổ cứng này sau khi hoàn thành chế tạo, có thể được ứng dụng trong việc lưu trữ DNA, lưu trữ oligopeptide trong môi trường ngoài vũ trụ.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Nanotechnology.
