Micro Systèmes n°49 janvier 1985
Micro Systèmes n°49 janvier 1985
  • Prix facial : 24 F

  • Parution : n°49 de janvier 1985

  • Périodicité : mensuel

  • Editeur : Société Parisienne d'Edition

  • Format : (203 x 271) mm

  • Nombre de pages : 198

  • Taille du fichier PDF : 137 Mo

  • Dans ce numéro : dossier sur l'ordinateur biologique.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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Plusieurs décennies nous séparent encore des réalisations industrielles réellement opérationnelles. Dossier EMV Associates, a breveté une technique générale de préparation d' « ultramicrocircuits biomoléculaires ». Le dispositif est le suivant (fig. 7)  : Une couche de protéine (polylysine, par exemple) est déposée sur un support inerte (verre). Cette couche est ensuite recouverte d'une couche plastique isolante (le « resist ») de polyméthylmétacrylate (PMMA, plus communément appelé Plexiglass). Un faisceau d'électrons trace sur cette dernière couche des stries, espacées de 200 à 250 nanomètres, selon un dessin commandé par ordinateur. Les zones exposées sont dissoutes à l'alcool (le « développement ») , découvrant ainsi les groupements aminés libres de la polylysine, sur lesquels pourront être greffées une enzyme ou toute autre protéine naturelle ou synthétique, qui constitueront des composants actifs. Ce pourrait être, par exemple, la porphyrine, molécule servant au transport d'oxygène dans l'hémoglobine du sang. Cette molécule contient en son centre un atome de fer. Une série de ces molécules, disposées en enfilade, deviendrait un microcircuit pouvant mettre en oeuvre divers modes de transmission du signal (voir encadré 3). Une autre voie proposée par K.M. Ulmer de Genex Corporation, également située à Rockville, consisterait à tirer profit des propriétés des macromolécules biologiques pour s'assembler en ultramicrocircuits moléculaires tridimensionnels, en utilisant l'information interne des biopolymères. Les « puces biologiques » ainsi obtenues auraient une densité de composants de dix milliards par millimètre-cube ! « Il est probable, déclare Ulmer, que nous pourrons faire sur mesure des protéines qui seront à la base des composés organiques avec les propriétés électroniques recherchées. » De là à connecter directement ces biopuces sur un cerveau humain, il n'y a qu'un pas... mais que nous ne sommes pas encore près de franchir. Ce serait pourtant la réponse à la grande question qui se pose aux informaticiens, plus encore que la miniaturisation et la vitesse de traitement des matériels  : l'interface homme-machine. Encadré 4 LE BIOSENSEUR Il existe déjà un dispositif électron pouvant être classé parmi les modèles biologiques, c'est le « biosenseur ». Ceux-ci utilisent la réponse très sélective de certains matériaux biologiques à des ions et des molécules en solution, afin d'en contrôler les concentrations. Une enzyme ou autre biomomécule est immobilisée à proximité d'un transistor à effet de champ. En réponse à son stimulus spécifique, la biomolécule produit des variations électriques qui sont détectées par le transistor. Dans un tel « transistor chimique » se trouvent associées à la fois la sensibilité biologique et l'électronique miniaturisée à l'extrême. Cette interface pourrait être radicalement transformée par l'introduction des circuits moléculaires organiques. De minuscules biopuces seraient implantées dans le cerveau ou dans la moelle épinière en remplacement de cellules nerveuses lésées, soit provisoirement, en attendant un éventuel rétablissement, soit définitivement. L'intérêt des circuits organiques est qu'ils requièrent une très petite quantité d'électricité, de l'ordre de celle qui intervient dans l'organisme humain. D'autres applications, telles le traitement de maladies cardiaques, concernent également la médecine, mais il n'est pas exclu que les biopuces puissent un jour servir à accroître les possibilités du cerveau humain... La National Science Foundation (Etats-Unis) a subventionné la société EMV en vue du développement des biopuces. Celles-ci devraient être interfacées avec le cerveau par l'intermédiaire de cellules nerveuses embryonnaires. Si des sommes importantes sont consacrées à ces recherches aux Etats- Unis, le Japon ne néglige pas non plus l'utilisation de matériaux organiques ou biologiques dans le cadre de son projet de 5e génération. En France, les recherches, menées en particulier à Orsay et à Thiais, concernent davantage les conducteurs et polymères organiques que les molécules biologiques, mais à présent l'industrie devrait prendre le relais pour mettre en application l'ensemble des propriétés mises en évidence en laboratoire. Conclusion Si la plupart de ces développements sont encore exposés au mode conditionnel, c'est que la technologie des circuits organiques et biologiques n'en est encore qu'à ses balbutiements. Reportons-nous au début du vingtième siècle  : les semi-conducteurs venaient d'être découverts, avec leurs propriétés étranges, ouvrant un champ infini à l'imagination. En 1930, le silicium était découvert, mais personne n'avait encore exploré ses applications en électronique. Depuis lors, sa technologie a bénéficié de plus d'un demi-siècle de recherches et d'expériences. Logiquement, il nous faudra donc patienter encore certainement une ou deux décennies — compte tenu de l'accélération du progrès technique — avant de voir apparaître des applications industrielles des matériaux organiques et biologiques en tant que composants d'ordinateurs. Mais d'ores et déjà, le virage est amorcé, et nous pouvons prévoir, avec Robert Clark, que le XXl'siècle sera celui de la bio-électronique. ■ Claire REMY Bibliographie K. Beechgaard et D. Jérome, « Organic Superconductors », Scientific American, juil. 1982. W.A. Little, « Superconductivity at room temperature », Scientific American, fév. 1965. J. Zyss, « Propriétés optiques non linéaires des composés organiques », thèse de doctorat d'Etat, 1982. F.L. Carter, « From Electroactive Polymers to the Molecular Electronic Device Computer », Polymères électroactifs, Ecole d'hiver de Font-Romeu, 1982. R.W. Munn, « Molecular Electronics — A new technology », Materials Science,X, n°3, 1984. B. Schultz, « Circuits Bred Like Cattle ? », Computerworld, nov. 1981. S. S. Yanchinski, « And now — the Biochip », New Scientist, janv. 1982. J. de Rosnay, « Les biotransistors  : la micro-électronique du XXP siècle », La Recherche, juil./août 1981. 102 — MICRO-SYSTEMES Nos adresses utiles, page 192 Janvier 1985
Version Cale LE CALCUL SOURIS Janvier 1985 MICRO-SYSTEMES — 103



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