研究
，卷:15(1)DOI: 10.37532/0974-7435.2019.15(1).187
结果纳米粒子增强生物晶体管放大电路
- *通信:
- 基洛尔V潘迪亚印度古吉拉特邦查鲁萨特大学电子与通信系电子邮件: (电子邮件保护)
收到:2019年1月23日;接受:2019年2月5日;发表:2019年2月12日
引用:Pandya千伏。结果纳米粒子增强生物晶体管放大电路。生物技术工业。
2019; 15(1): 187。
摘要
迄今为止，基于传统固态电子电路的研究已经进行了足够多的研究。很少有作者将研究转向液体导电性及其系统分析。液体电子电路在半导体领域显示出巨大的潜力生物技术还有生物医学。在早期的研究中，作者成功地演示和分析了生物液体电子电路。本文介绍了含纳米粒子和不含纳米粒子的液体电子电路，并对其结果进行了比较分析。它显示了使用纳米粒子的结果有相当大的改善。作者声称在纳米粒子的帮助下，晶体管放大电路的性能已经改善到理想的水平。所提出的通信说，纳米颗粒在液体的导电性中起着至关重要的作用。
关键字
液体电子电路;纳米粒子;合成等离子体;液体密度;绝对收益
简介
G Ben Hmida和他的团队致力于分析细胞电活动[1］．作者通过人体细胞的电记录完成了这项任务。在理论研究成功后，他们提出了一种新型的人体植入式神经记录系统，该系统可以从人体活细胞中提取能量，并为生物医学神经记录系统提供相同的能量。SP Kosta和他的团队首次声称低频元件是可行的，可以使用人体部位(组织和皮肤)设计[2-4］．Killol Pandya和SP Kosta成功地演示了使用合成等离子体的液体电子晶体管放大电路[5］．聂泽东等人报道，人类可以是一个非常有效和有前途的短程通信途径[6］．作者承认传感器可以自动充电，因为没有其他方法来充电或更换传感器节点上的电池。SP Kosta等人证明了液体介质(合成等离子体)开发生物晶体管、生物电阻和生物电容器的可行性，并利用金属线束(相互连接的铜线和铜片)将它们组合成放大器[7，8］．Yogesh P Patil和他的团队试图找出纳米颗粒对人体的影响，因为它们总是存在于任何人体内。9］．作者表示，纳米颗粒可以通过呼吸、进食甚至任何一种头发护理进入人体。纳米颗粒的尺寸要小得多，因此它们可以很容易地穿过任何人体血细胞，并可能造成损害。Marc Weghmular和他的团队报告说，人体可以作为导体的替代品低频率(10，11］．
材料与方法
作者在应用科学实验室中制备了人造等离子体。纳米颗粒已在药剂科形成。作者用合成等离子体演示了各种低频成分。如图1，每个烧杯代表来自电容器(C)和电阻(R)的每个组件。该图显示了液体晶体管放大电路的实验设置布局，其中以交流信号的形式给予电路激励。利用阴极射线示波器对电路的性能进行了观察。与之前的实验一样，作者进行了机械设置，以获得液体在室温下的稳定性。
图1:液基晶体管放大电路布局。
与前一个不同的是，在每个烧杯液体中都添加了纳米颗粒。纳米颗粒已在实验室中制成粉末。在每个烧杯中，加入10克纳米颗粒并溶解在导电液体中。在大烧杯中保持相同的比例。
在液体中系统地溶解纳米颗粒后，上述电路的响应已经被注意到，与前一个电路(不含纳米颗粒)相比，结果有所改善。
不含纳米颗粒的分析和统计
表1显示绝对增益变化除以频率变化。作者使用了三种不同密度的液体来获得电路的稳定性能。从表本身可以观察到，纯放大可以从18 MHz到22 MHz频率实现。
| 频率(MHz) | 绝对收益=输出电压/文 | ||
|---|---|---|---|
| 密度1 lt | 密度 | 密度1.5 lt | |
| 0．00 | 0.08 | 0.08 | 0.08 |
| 2.00 | 0.08 | 0.08 | 0.08 |
| 4.00 | 0.12 | 0.12 | 0.16 |
| 6.00 | 0．10 | 0．10 | 0.17 |
| 8.00 | 0.11 | 0.11 | 0.11 |
| 10.00 | 0.14 | 0.14 | 0.14 |
| 12.00 | 0.14 | 0.14 | 0.14 |
| 14.00 | 0.15 | 0.15 | 0.15 |
| 16.00 | 0.27 | 0.27 | 0.27 |
| 18.00 | 1.05 | 0.98 | 0.98 |
| 19.00 | 1.11 | 0.95 | 1.05 |
| 20.00 | 1.06 | 1.00 | 1.00 |
| 20.50 | 1.21 | 1.21 | 1.27 |
| 21.00 | 1.47 | 1.47 | 1.53 |
| 21.50 | 1.71 | 1.71 | 1.71 |
| 25.00 | 0.37 | 0.39 | 0.39 |
表1。不含纳米颗粒的绝对增益与频率。
图2显示相同的图形表示形式。它描绘了重叠线的大部分频率周期，显示了几乎类似的响应，从三种不同密度的液体。
图2:三种不同密度下不含纳米颗粒的绝对增益随频率变化的图形表示。
纳米颗粒的分析和统计
在将纳米颗粒溶解在液体介质中之后，又进行了类似的实验。在每个含有50毫升液体合成血浆的烧杯中加入5毫升液体纳米颗粒。表2显示了类似的统计绝对增益随频率在纳米颗粒的存在。随着纳米颗粒加入到每个烧杯中，电导率已经提高到一定程度。从表中可以观察到，从14 MHz到22 MHz频率可以实现放大。在之前的案例中，放大从18 MHz到22 MHz实现，因此可以注意到，使用纳米颗粒，放大可能在较大的频率范围内。
| 频率(MHz) | 绝对收益=输出电压/文 | ||
|---|---|---|---|
| 密度1 lt | 密度 | 密度1.5 lt | |
| 0．00 | 0.08 | 0.08 | 0.08 |
| 2.00 | 0.08 | 0.08 | 0.08 |
| 4.00 | 0.12 | 0.12 | 0.16 |
| 6.00 | 0.17 | 0.17 | 0.28 |
| 8.00 | 0.24 | 0.24 | 0.34 |
| 10.00 | 0.33 | 0.33 | 0.4 |
| 12.00 | 0.46 | 0.46 | 0.53 |
| 14.00 | 1.10 | 1.03 | 1.10 |
| 16.00 | 1.21 | 1.17 | 1.07 |
| 18.00 | 1.20 | 1.20 | 1.14 |
| 19.00 | 1.16 | 1.21 | 1.16 |
| 20.00 | 1.31 | 1.38 | 1．25 |
| 20.50 | 1.27 | 1.40 | 1.33 |
| 21.00 | 1.47 | 1.47 | 1.47 |
| 21.50 | 1.71 | 1.71 | 1.50 |
| 25.00 | 0.37 | 0.39 | 0.57 |
表2。纳米粒子的绝对增益与频率。
图3描述位于绝对增益为1的线以上的读数数。当然，绝对增益的变化形式与前一种相似，但在较大的频率周期内仍然容易观察到纯放大。同样，重叠的线条显示了不同密度液体的相似的行为趋势。虽然其他频率的响应线低于绝对增益1，但它们甚至在一些需要衰减的特定应用中很有用。因此，电路的整体响应可以用于任何一种应用。由于低频分量在高频，特别是GHz频段的实现方式不同，本文对MHz频段的电路进行了研究。
图3:三种不同密度的绝对增益与频率的图形表示-纳米颗粒。
液体集成电路
作者成功研制了一种液体集成电路。已经采取了所有必要的主动行动，并取得了本节所述的成果。图4描述了世界上第一个液体集成电路的布局。通过在一个大烧杯内插入所有必要的金属线，成功地展示了一个液体集成电路的新概念。我们设计了一个机械的木制实心盒子，在盒子里有许多小孔，这样金属线就可以通过它们之间的距离插入烧杯内部。
图4:液相基晶体管放大集成电路的布局。
不含纳米颗粒的分析和统计
表3以表格形式显示测量结果。表中显示了在一定频率范围内绝对增益大于1的情况，支持了开发液体基电子集成电路的新思路。在这里也可以实现放大低频率。对结果的分析表明，通过两探针之间以及两对探针之间保持适当的距离，可以达到预期的响应。如前所述，机械仪表已经完成，但可以改进，以获得更好的结果。结果是在将铜线插入液体后立即进行的，因为在单个烧杯液体中插入许多铜线会发生电离。这是第一次，因此只有液体基晶体管放大集成电路被开发和在这里提出。
| 频率(MHz) | 文(V) | 输出电压(V) | 绝对收益=输出电压/文 |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 1.10 | 0.50 | 0.45 |
| 2.00 | 1.10 | 0.50 | 0.45 |
| 3.00 | 1.10 | 0.60 | 0.55 |
| 4.00 | 1．25 | 0.80 | 0.64 |
| 5.00 | 1.30 | 0.90 | 0.69 |
| 6.00 | 1.50 | 1.10 | 0.73 |
| 7.00 | 1.75 | 1.60 | 0.91 |
| 8.00 | 2.00 | 2.15 | 1.08 |
| 8.50 | 2.10 | 2.50 | 1.19 |
| 9.00 | 2.10 | 2.75 | 1.31 |
| 9.50 | 2.10 | 3.00 | 1.43 |
| 10.00 | 2.00 | 3.00 | 1.50 |
| 11.00 | 2.00 | 2.30 | 1.15 |
| 12.00 | 2.25 | 1.50 | 0.67 |
| 13.00 | 2.25 | 1.00 | 0.44 |
| 14.00 | 2.25 | 0.60 | 0.27 |
| 15.00 | 1.75 | 0.45 | 0.26 |
表3。不含纳米颗粒的液体IC的绝对频率增益。
图5以图形方式显示相对于频率分析的绝对增益。如上所述，绝对增益可以由Vout与Vin的比值直接计算出来。为了更好地理解，已经给出了所有可能的频率变化来激励液体回路。纯放大可以在我们这里的点上计算出绝对增益大于1。记住这一点，从图5从7 MHz到11 MHz实现纯放大。在某些频率范围内，可以观察到衰减，但它也适用于一些电子电路，如衰减器。集成电路就像一个独立的电子元件电路一样，给出了预期的响应，这支持了生物液体集成电路实现的新思路。
图5:不含纳米颗粒的绝对增益与频率的图形表示。
纳米颗粒的分析和统计
总共，35毫升的液体纳米颗粒被添加到一个大烧杯中，其中有近300毫升的合成等离子体。表4在纳米颗粒存在的情况下，显示了绝对增益和频率之间的相似分析。从表中可以看出，在5 MHz到12 MHz的大频率范围内，可以实现放大，这与没有纳米颗粒的类似实验相比有很大的提高。
| 频率(MHz) | 文(V) | 输出电压(V) | 绝对收益=输出电压/文 |
|---|---|---|---|
| 1.00 | 1.10 | 0.50 | 0.45 |
| 2.00 | 1.10 | 0.50 | 0.45 |
| 3.00 | 1.10 | 0.60 | 0.55 |
| 4.00 | 1．25 | 1.20 | 0.96 |
| 5.00 | 1.30 | 1.35 | 1.04 |
| 6.00 | 1.50 | 1.70 | 1.13 |
| 7.00 | 1.75 | 2.00 | 1.14 |
| 8.00 | 2.00 | 2.45 | 1.23 |
| 8.50 | 2.10 | 2.60 | 1.24 |
| 9.00 | 2.10 | 2.75 | 1.31 |
| 9.50 | 2.10 | 3.00 | 1.43 |
| 10.00 | 2.00 | 3.00 | 1.50 |
| 11.00 | 2.00 | 2.30 | 1.15 |
| 12.00 | 2.25 | 2.30 | 1.02 |
| 13.00 | 2.25 | 1.00 | 0.44 |
| 14.00 | 2.25 | 0.60 | 0.27 |
| 15.00 | 1.75 | 0.45 | 0.26 |
表4。含纳米颗粒的液体IC的绝对增益。
类似地，图形表示已经在图6观察放大。这里也可以在较大的频率范围内观察到纯放大。
图6:与纳米颗粒相对频率的绝对增益的图形表示。
结论
在本通讯中，作者系统地检查了纳米颗粒添加液体晶体管放大电路对不同密度液体的行为。在这里，纳米粒子被证明是很好的导电载体，它可以在液体电子电路行为中发挥重要作用。经过充分的研究，发现使用纳米颗粒的液体电子电路的结果可以取得很大的改进。
利益冲突
作者声明没有利益冲突。
鸣谢
作者要感谢CHARUSAT大学的直接和间接支持。
参考文献
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