Hva er en underlag?

Et underlag er et underliggende materiale eller lag med materiale som andre materialer eller prosesser blir utført på. Det kan involvere alt fra underjordiske overflater i landbruket som planter dyrkes til lag av silisiumhalvleder som brukes som fundament for å bygge elektriske kretsløp, og celler eller andre biologiske medier som enzymer virker på. Begrepet substrat brukes ofte i medisin og mikrobrikkeproduksjon, men det er også vanlig for geologi og andre naturlige prosesser.

Silisiumsubstratet er uten tvil et av de mest komplekse syntetiske strukturer produsert i mikrometer og nanometer. Microchip- og solcelleutforminger benytter flere horisontale lag, med en typisk mikrochip fra og med 2011 med flere funksjonelle underlag, eller fundament for lag over seg. Halvledermaterialet starter med et enhetslag av transistorer, som er toppet av et sammenkoblingslag til et enhetslag over det. Mellom disse seksjonene legges både isolasjons- og metalliseringsunderlagslag, så vel som bindingslag for å holde hele strukturen sammen og funksjonell. Forskning i sammenkoblede horisontale og vertikale lag, som lager en tredimensjonal mikrochip i kubeform, er neste skritt fremover med å øke minnet og prosesseringshastigheten.

I motsetning til kretsfremstilling er et enzymunderlag allerede en naturlig tredimensjonal form. Enzymer er proteinmolekyler som fungerer som katalysatorer i biokjemi. Nikotinamid adenindinukleotid (NADH) er et eksempel på et koenzym av vitamin B3, som fester seg til et cellesubstrat i menneskekroppen. Det aktive substratstedet der det binder, endres deretter av enzymet, og denne delen av underlaget frigjøres som et produkt av reaksjonen. Siden selve enzymet ikke endres i prosessen, går det videre til andre steder for å fortsette å muliggjøre essensielle reaksjoner, for eksempel cellulær respirasjon og energiproduksjon i kroppen.

Geologiske prosesser refererer ofte til underlag som en metode for å bestemme alder og sammensetning av jordskorpen også. Nedre lag med bergavsetninger, ofte referert til som strata, anses som eldre og inneholder ofte tidlige fossiliserte eksempler på liv på jorden, hvis de ble avsatt horisontalt og ikke ble snudd av klimaeffekter. Tilsvarende forskning utført ved å undersøke dype lag i isark i Antarktis, brukes til å bestemme sminke av atmosfæren i den fjerne fortiden gjennom fangede gasser i isunderlag, samt istid i jordas klima. Beslektede prosesser brukes til å analysere 15,24 centimeter topp jordsmonnessubstrater for næringsstoffer, vannretensjon, fanget luft og så videre for å bestemme jordens fruktbarhet for optimal avlingsvekst.