Para peneliti telah mengembangkan komputer kimia baru yang terbuat dari jaringan enzim. Berbeda dengan upaya sebelumnya, sistem ini dapat melakukan berbagai tugas, seperti mengukur suhu atau mengidentifikasi zat, tanpa perlu dibangun kembali atau dikonfigurasi ulang setiap kali berganti tugas.
Melampaui Sirkuit Digital
Pendekatan inovatif ini membuatnya lebih mirip sistem biologis yang sangat adaptif daripada sirkuit digital yang kaku. Pengembangan ini menjanjikan terciptanya jembatan penting yang menghubungkan dunia komputasi modern dengan biologi. Selama ini, upaya membangun komputer kimia sering kali terbentur masalah; sistem yang dihasilkan terbukti terlalu sederhana, terlalu kaku dalam fungsinya, atau sangat sulit untuk ditingkatkan skalanya.
Inspirasi dari Jaringan Kehidupan
Organisme hidup, pada dasarnya, bergantung pada jaringan molekuler yang terus-menerus mengintegrasikan sinyal kimia dan fisik dari lingkungannya. Kita bisa melihat contohnya ketika sel merasakan nutrisi, perubahan hormon, atau fluktuasi suhu, lalu secara otomatis menyesuaikan diri agar tetap bertahan hidup. Selama beberapa dekade, para peneliti telah mencoba meniru kemampuan canggih ini, misalnya melalui pembangunan gerbang logika dari DNA, namun sebagian besar sistem buatan tersebut belum mampu menandingi fleksibilitas alam.
Fondasi Kimia: Ikatan Kovalen Tunggal
Untuk memahami cara kerja sistem biologis dan komputer kimia ini, kita perlu melihat bagaimana senyawa kimia terbentuk. Sebuah senyawa tercipta karena satu atau lebih unsur saling berikatan. Salah satu ikatan paling fundamental yang menopang kehidupan dan kimia adalah ikatan kovalen tunggal.
Mekanisme Berbagi Sepasang Elektron
Ikatan kovalen tunggal adalah jenis ikatan kimia di mana atom-atom yang terlibat dalam suatu senyawa berbagi sepasang elektron. Artinya, atom yang berikatan secara kovalen tunggal hanya menggunakan dua elektron secara bersamaan. Satu pasangan elektron ini, yang terdiri dari dua atom, menjadi fondasi bagi molekul tersebut.
Contoh dalam Molekul Fundamental
Ada banyak senyawa yang terbentuk melalui ikatan kovalen tunggal. Dilansir dari Chemistry LibreTexts, unsur golongan halogen, misalnya, membentuk ikatan kovalen tunggal dalam molekul diatomiknya, seperti fluorin (F2), klorin (Cl2), dan bromin (Br2). Contoh lain yang sangat penting adalah gas hidrogen (H2). Setiap atom hidrogen (H) memiliki satu elektron valensi, namun memerlukan dua elektron untuk mengisi penuh kulit valensinya. Oleh karena itu, kedua atom H menggunakan satu pasang elektron secara bersamaan, membentuk ikatan kovalen tunggal yang stabil.
