電晶體是現代電子學的核心，它就像閥門一樣控制電子的流動。現在，加州大學伯克利分校的研究人員創造了首批可以用電控制分子的電晶體。透過將它們連線到微型試管和培養皿，這些奈米級電晶體可以實現無需移動部件的晶片實驗室。
正如30噸重的計算機在幾十年間縮小到微晶片尺寸一樣，研究人員現在正在將實驗室微型化，以同時進行數百萬次實驗，並顯著加快DNA、蛋白質和其他分子的分析速度。伯克利機械工程師阿倫·馬祖達爾表示，儘管存在用於控制微流體通道中流動的閥門和泵，但它們不容易進一步小型化以用於奈米級別。
馬祖達爾和他的同事推測，矽電晶體可能像控制電子一樣，用電控制溶解在流體中的離子，而不是依賴機械操作。然而，先前嘗試透過給微流體通道表面充電來控制離子的嘗試表明，離子會迅速遷移到通道壁並抵消電壓，從而遮蔽液體的其餘部分免受進一步的電操作。
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馬祖達爾與楊培東、Rohit Karnik、範榮及其同事發現，寬度小於100奈米的通道足夠小，使得電場能夠突破這種遮蔽。在兩個二氧化矽板之間構建了一個35奈米高的通道，並用氯化鉀鹽水填充後，他們證明了跨奈米流體電晶體施加的電壓可以開啟和關閉鉀離子流。在由寬度為10到100奈米的二氧化矽管制造的電晶體中也觀察到了匹配的結果。“這是一個非常好的基礎科學和一個聰明的想法。他們巧妙地利用了一種僅在非常小的通道中占主導地位的物理效應，”斯坦福大學生物物理學家斯蒂芬·奎克評論道。
大多數生物分子都帶電，這種電晶體可以有效地操縱DNA片段。馬祖達爾設想，奈米流體電晶體可以根據細胞中大量分子的質量和電荷快速對其進行分類，從而幫助純化DNA以進行測序或尋找疾病標誌物。
目前，這些電晶體適用於飛昇（10-15升）或更少量的流體，大約是紅細胞體積的百分之一。馬祖達爾說，理論上，它們可能足夠靈敏，可以檢測和操縱單個生物分子，用於極其靈敏的生物武器探測器或“單個分子的實驗室，您可以在其中捕獲它們，然後用光、力或您想要的任何刺激來研究它們的行為”。
矽為在同一晶片上構建傳統電晶體和奈米流體電晶體提供了機會，從而實現化學和生物加工的計算機化控制。在早期的原型中，開啟和關閉離子流所需的電壓為75伏，太高而無法整合到現代積體電路中。但馬祖達爾解釋說，他們透過減薄通道壁將開關電壓降至足夠低的1伏。該團隊希望在一年內將奈米流體電晶體連線到積體電路中，作為並行利用大量電晶體的下一步。