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身邊的科學(xué): 蛋白開關(guān)

來源:網(wǎng)絡(luò)資源 文章作者:奧數(shù)網(wǎng)整理 2018-06-01 14:51:13

智能內(nèi)容

  蛋白開關(guān)

  1958年,吉爾比把一個(gè)電路的整組元件、配件,連接在一個(gè)小小的晶體上面。也就是說,他把晶體管、線圈、電阻、電容等,集合成為一個(gè)單一的整體,做在一小塊薄薄的硅片上。這就是世界上第一個(gè)“集成電路”。

  從那年算起到今天,雖說還不足25年,但微電子學(xué)的發(fā)展卻已經(jīng)達(dá)到了令人乍舌的程度。比方說,現(xiàn)代的“超大規(guī)模集成電路”,可以在一塊綠豆切面大小、薄如紙張的硅片上,制成64-128萬個(gè)電路。要是這么多的電路用真空電子管、常規(guī)的線圈、電阻器、電容器等來制作,那么,恐怕得堆上滿滿的一房間呢。

  然而微電子學(xué)還要發(fā)展下去,因?yàn)閺睦碚撋现v,一塊綠豆切面大小的硅片上,可以制作上億個(gè)電路。對(duì)于極其微小而又如此復(fù)雜的集成電路,使用什么樣的開關(guān)來控制呢?

  科學(xué)家從生物學(xué)中得到了啟發(fā)。比如紅血球細(xì)胞里的血紅蛋白,當(dāng)它所帶的電荷發(fā)生變動(dòng)時(shí),它的形狀就會(huì)發(fā)生小小的變化,而正是這種形狀上的細(xì)微變化,可以合適地用來充當(dāng)理想的電子開關(guān)。因?yàn)椋绻f蛋白的一種形狀是代表電路接通的話,那么另一種形狀就表示電路的斷開。這完全符合“二進(jìn)位制”的算法語言,也就是電路接通是“l”,電路斷開是“0”,這是電腦的基礎(chǔ)。

  由蛋白制成的開關(guān),它的大小是以幾個(gè)毫微米來計(jì)算的,而1個(gè)毫微米才不過是玉米長(zhǎng)度的十億分之一。

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