¿Qué es un sustrato?
Un sustrato es un material o capa de material subyacente sobre el cual se llevan a cabo otros materiales o procesos. Puede implicar cualquier cosa, desde superficies del subsuelo en la agricultura, sobre las cuales se cultivan plantas hasta capas de semiconductores de silicio que se usan como base para construir circuitos eléctricos y células u otros medios biológicos sobre los cuales actúan las enzimas. El término sustrato a menudo se usa en medicina y fabricación de microchip, pero también es común a la geología y otros procesos naturales.
El sustrato de silicio es, sin duda una, de las estructuras sintéticas más complejas fabricadas a una escala micrométrica y nanómetro. Los diseños de microchip y células solares utilizan múltiples capas horizontales, con un microchip típico a partir de 2011 que tiene varios sustratos funcionales o bases para capas sobre ellas. El material de semiconductores comienza con una capa de transistores de dispositivo, que está cubierta por una capa de interconexión a una capa de dispositivo sobre él. Entre estas secciones, ambos aislamientoy se agregan capas de sustrato de metalización, así como capas de unión para mantener toda la estructura juntas y funcionales. La investigación sobre capas horizontales y verticales interconectadas, que hace un microchip tridimensional en forma de cubo, es el siguiente paso adelante para aumentar la memoria y la velocidad de procesamiento.
En contraste con la fabricación de circuitos, un sustrato enzimático ya es una forma tridimensional natural. Las enzimas son moléculas de proteínas que actúan como catalizadores en la bioquímica. La nicotinamida adenina dinucleótido (NADH) es un ejemplo de una coenzima de la vitamina B3, que se une a un sustrato celular en el cuerpo humano. El sitio de sustrato activo donde se une es alterado por la enzima y esta sección del sustrato se libera como producto de la reacción. Dado que la enzima en sí no se cambia en el proceso, luego pasa a otros lugares para continuar habilitando reacciones esenciales, sUCH como respiración celular y producción de energía en el cuerpo.
Los procesos geológicos a menudo se refieren a sustratos como un método para determinar la edad y la composición de la corteza terrestre también. Las capas inferiores de depósitos de roca, a menudo denominados estratos, se consideran más antiguas y a menudo contienen ejemplos fosilizados tempranos de la vida en la Tierra, si se depositaban horizontalmente y no se entregan por los efectos climáticos. Investigaciones similares realizadas al examinar las capas profundas en las capas de hielo en la Antártida se usan para determinar la composición de la atmósfera en el pasado lejano a través de gases atrapados en sustratos de hielo, así como períodos de la edad de hielo en la historia del clima de la Tierra. Los procesos relacionados se utilizan para analizar las 6 pulgadas superiores (15.24 centímetros) de sustratos del suelo para nutrientes, retención de agua, aire atrapado, etc. para determinar la fertilidad del suelo para un crecimiento óptimo de cultivos.