Hvad er en underlag?

Et underlag er et underliggende materiale eller lag af materiale, hvorpå andre materialer eller processer udføres. Det kan involvere alt fra undergrundoverflader i landbruget, hvorpå planter dyrkes til lag af siliciumhalvleder, der bruges som fundament til opbygning af elektriske kredsløb, og celler eller andre biologiske medier, på hvilke enzymer virker. Udtrykket substrat bruges ofte i medicin og mikrochipfremstilling, men det er også fælles for geologi og andre naturlige processer.

Siliciumsubstratet er uden tvivl et af de mest komplekse syntetiske strukturer fremstillet i en mikrometer- og nanometerskala. Mikrochip- og solcelle-design anvender flere vandrette lag med en typisk mikrochip fra 2011 med flere funktionelle underlag eller fundamenter til lag over dem. Halvledermaterialet starter med et indretningslag af transistorer, som toppes af et sammenkoblingslag til et indretningslag derover. Mellem disse sektioner tilføjes både isolerings- og metalliseringssubstratlag samt limningslag for at holde hele strukturen sammen og funktionel. Forskning i sammenkoblede vandrette og lodrette lag, der fremstiller en tredimensionel mikrochip i terningform, er det næste skridt fremad med at øge hukommelsen og behandlingshastigheden.

I modsætning til fremstilling af kredsløb er et enzymsubstrat allerede en naturlig tredimensionel form. Enzymer er proteinmolekyler, der fungerer som katalysatorer i biokemi. Nicotinamid adenindinucleotid (NADH) er et eksempel på et koenzym af vitamin B3, der binder sig til et cellesubstrat i den menneskelige krop. Det aktive underlagssted, hvor det binder, ændres derefter af enzymet, og denne sektion af underlaget frigøres som et produkt af reaktionen. Da enzymet i sig selv ikke ændres i processen, går det videre til andre steder for at fortsætte med at muliggøre essentielle reaktioner, såsom cellulær respiration og energiproduktion i kroppen.

Geologiske processer omtaler ofte underlag som en metode til bestemmelse af jordens jordskorpes alder og sammensætning. Nedre lag af stenaflejringer, ofte omtalt som lag, betragtes som ældre og indeholder ofte tidlige fossiliserede eksempler på liv på Jorden, hvis de blev afsat horisontalt og ikke blev vendt af klimaeffekter. Lignende forskning udført ved at undersøge dybe lag i isark i Antarktis bruges til at bestemme sammensætningen af ​​atmosfæren i den fjerne fortid gennem fangede gasser i isunderlag samt istid i jordens klimahistorie. Relaterede processer bruges til analyse af de øverste 6 inches (15,24 centimeter) af jordunderlag til næringsstoffer, vandopbevaring, fanget luft osv. For at bestemme jordens frugtbarhed for optimal afgrødevækst.