طريقة لزراعة بيو-ميمريستورس من الوحل العفن

الهدف العام من هذا الإجراء هو توحيد تنفيذ memristors القائمة على Physarum polycephalum ، للبدء في تسهيل دمجها في التكنولوجيا. باستخدام هذه الأساليب ، يمكننا البدء في التحقيق في التطبيقات العملية للمكونات القائمة على Physarum polycephalum ، خارج المختبر وفي العالم الحقيقي. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أنها تجعل المكونات في شكل يمكن لغير الخبراء الوصول إليه وممكن لدمجها في مخطط تحليلي.

خطرنا أولا فكرة هذه الطريقة عندما طورنا نظام معالجة موسيقي يسخر memristors القائم على Physarum polycephalum للأداء في الوقت الفعلي. من خلال تطوير نظام يعتمد على هذه المكونات خارج المختبر ، كان لا بد من معالجة القضايا العملية. للبدء ، قم أولا بتحميل البوليسترين عالي التأثير في الطابعة ثلاثية الأبعاد.

ثم قم بإعداد الطابعة ثلاثية الأبعاد للاستخدام. اضبط درجة حرارة سرير الطباعة على 85 درجة مئوية ، والطارد على 230 درجة مئوية. بمجرد الوصول إلى درجات الحرارة المستهدفة ، قم بفك ذراع المهمل ، وأدخل الفتيل ، وادفع لأسفل ، حتى ينبثق البوليسترين من الطرف الساخن.

بعد ذلك ، أعد شد ذراع التباطؤ الفتيل وقم بإزالة المادة المبثوقة. بعد ذلك ، في عنصر تحكم البرنامج ، قم بتحميل ملف نموذج STL للوعاء ثلاثي الأبعاد. وإذا كانت هناك صفات طباعة عالية أو منخفضة للاختيار من بينها ، فاجعل الطباعة عالية الجودة ، مع ضمان تحديد ملف تعريف المواد الصحيح.

بعد جمع الأجزاء ، استخدم فرشاة سلكية رفيعة لمسح مقبس القطب برفق من أي عيوب قد تتداخل مع تجميع الجهاز. الآن ، على الطابعة ، استبدل خيوط HIPS بخيط تنظيف. وقم بتشغيل كمية كبيرة من المواد من خلال رأس الطباعة لضمان التنظيف الشامل.

بعد ذلك ، قم بتحميل الطابعة بخيوط حمض بولي لاكتيك موصل للكهرباء وله مقاومة منخفضة الحجم. بعد ذلك ، اضبط درجة حرارة سرير الطباعة على 60 درجة مئوية ، والطارد على 230 درجة مئوية. عند الوصول إلى درجات الحرارة ، قم ببثق عدة سنتيمترات من الفتيل للمساعدة في ضمان إزالة جميع الجسيمات من الجلسات السابقة.

الآن ، قم بتحميل ملف STL للقطب ، وفي إعدادات الطباعة ، حدد الإعدادات المطلوبة لارتفاع الطبقة وسمك الرف والسمك السفلي والعلوي وكثافة التعبئة. بمجرد الطباعة ، اترك الأقطاب الكهربائية تبرد إلى درجة حرارة الغرفة على سرير الطباعة قبل التعامل معها. هذا يضمن عدم تشويه الجزء وتشوهه.

لتجميع الأجزاء ، قم أولا بتحريك القطب برفق في كل من الغرفتين. يجب أن تدخل دون الكثير من القوة. بعد ذلك ، باستخدام مشرط حاد ، قم بقص قطعة من الأنابيب البلاستيكية مقاس 10 مم بعناية ، مما يجعل كل قطعة مستقيمة ونظيفة.

بعد ذلك ، قم بتخفيف كل طرف من طرفي الأنابيب البلاستيكية مقاس 10 مم برفق فوق حافة القطبين. بمجرد الاتصال ، قم بقص الغرفتين في القاعدة. في التحضير ، اصنع أجار غير مغذي بنسبة 2 بالمائة.

بمجرد أن يبرد الأجار إلى حوالي 55 درجة مئوية ، استخدم ماصة سعة 2 مل لنقل أجار إلى غرف الوعاء. قم بتمرير سن الماصة على ارتفاع حوالي 5 مم فوق السطح واملأ الآبار ببطء حتى قاع فتحة أنبوب التوصيل، مع الحرص على التأكد من عدم إدخال فقاعات هواء. مباشرة بعد ملء الآبار ، ضع غطاء على كل غرفة واترك الوعاء جانبا حتى يتماسك الأجار ويصل إلى درجة حرارة الغرفة.

ثم ضع رقائق الشوفان على الأجار في كل غرفة. بعد ذلك ، قم بإزالة فقاعة واحدة بسعة 2 مل من الأرجل الكاذبة من مزرعة المتصورة المتعطشة لمدة 12 ساعة. لتعزيز النمو السريع ، حاول أن تأخذ البروتوبلازم من الجزء الأمامي الأكثر نشاطا للكائن الحي.

هذه الأوعية قوية جدا ويجب أن تكون جاهزة للاستخدام في غضون 12 ساعة. تكون الأوعية جاهزة بمجرد أن يقيم المتصورة اتصالا بين القطبين. يمكن تمييز ذلك بسهولة عن طريق فحص الكائن الحي من خلال أنبوب PVC الشفاف.

تم تحضير خمس عينات كما هو موصوف ، ومراقبتها عبر صور الفاصل الزمني لمراجعة وقت نموها. في غضون 10 ساعات من التلقيح ، ربطت جميع العينات الخمس القطبين. فعل أحدهم ذلك في أقل من ساعتين.

الملف الشخصي IV ل memristor الخاص بنا هو الميزة الأكثر تحديدا. تم إجراء قياسات التيار الفوري في كل نقطة من موجة علامة الجهد المكونة من 160 خطوة. كان لكل خطوة جهد وقت سكون ثابت يبلغ ثانيتين.

أجريت التجارب في درجة حرارة الغرفة في غرفة غير مضاءة. كانت هناك علاقة قوية في منحنيات العينة المفردة المقاسة في خطوات زمنية مختلفة ونطاقات جهد مختلفة وفي منحنيات العينة إلى العينة. كان لحلقات التباطؤ أحجام فص متسقة نسبيا بالإضافة إلى مواقع قرصة.

هذا يذكرنا ببصمة memristor المثالية حيث تكون نقاط القرص دائما مفردة ومتسامقة تقريبا عند صفر جهد وتيار. بعد الانتهاء من القياسات الوريدية الأولية ، تم إجراء الاختبارات على كل عينة مرة واحدة يوميا ، حتى فشلوا في تقديم البيانات بطريقة تشبه الممريستور. من بين العينات الخمس ، عملت جميعها لمدة سبعة أيام على الأقل.

بمرور الوقت ، أصبحت الأنابيب البروتوبلازمية أكثر سمكا وكان هناك انخفاض في المقاومة الكلية على مدار يوم أو نحو ذلك ، قبل الزيادة ، مع قياس بعض العينات في النطاق 10 إلى 4 سالب للتيار الكهربائي أثناء تشغيل 10 فولت ، على الرغم من تشغيلها في النطاق 10 إلى 5 سالب خلال اختباراتهم السابقة. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن تكون قادرا على تجربة memristors البيولوجية دون الوصول إلى المختبرات ذات الموارد الجيدة والمعدات باهظة الثمن. مهدت هذه التقنية الطريق للباحثين في مجال الحوسبة غير التقليدية لاستكشاف استخدام الميمرستورات البيولوجية في التطبيقات العملية.

بمجرد إتقانها ، يمكن إعداد الأوعية في أقل من ساعة ، وسيكتمل النمو في غضون 12 ساعة. أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر أن سرعة النمو تعتمد بشكل كبير على حالة ثقافة Physarum polycephalum. بعد هذا الإجراء ، يمكن إجراء المزيد من التجارب من أجل الإجابة على أسئلة إضافية مثل ، ما هي الآلية البيولوجية الكامنة وراء Physarum polycephalum memristance؟