Qu'est-ce qu'un substrat?

Un substrat est un matériau sous-jacent ou une couche de matériau sur lequel d'autres matériaux ou processus sont effectués.Il peut impliquer n'importe quoi à partir de surfaces de sous-sol dans l'agriculture sur lesquelles les plantes sont cultivées à des couches de semi-conducteur de silicium utilisés comme base pour la construction de circuits électriques, et des cellules ou d'autres supports biologiques sur lesquels les enzymes agissent.Le terme substrat est souvent utilisé dans la fabrication de médecine et de micropuce, mais il est également commun à la géologie et à d'autres processus naturels.

Le substrat de silicium est, sans aucun doute, des structures synthétiques les plus complexes fabriquées à un micromètre et à l'échelle nanométrique.Les conceptions de micropuces et de cellules solaires utilisent plusieurs couches horizontales, avec une micropuce typique en 2011 ayant plusieurs substrats fonctionnels, ou fondations pour les couches au-dessus d'eux.Le matériau semi-conducteur commence par une couche d'appareil de transistors, qui est surmontée d'une couche d'interconnexion à une couche de périphérique au-dessus.Entre ces sections, des couches de substrat d'isolation et de métallisation sont ajoutées, ainsi que des couches de liaison pour maintenir la structure entière et fonctionnelle.La recherche sur les couches horizontales et verticales interconnectées, faisant une micropuce tridimensionnelle sous forme de cube, est la prochaine étape en avant en augmentation de la mémoire et de la vitesse de traitement.

Contrairement à la fabrication de circuits, un substrat enzymatique est déjà une forme tridimensionnelle naturelle.Les enzymes sont des molécules de protéines qui agissent comme des catalyseurs en biochimie.Le nicotinamide adénine dinucléotide (NADH) est un exemple de coenzyme de la vitamine B3, qui s'attache à un substrat cellulaire dans le corps humain.Le site de substrat actif où il se lie est ensuite modifié par l'enzyme et cette section du substrat est libérée en tant que produit de la réaction.Étant donné que l'enzyme elle-même n'est pas modifiée dans le processus, elle passe ensuite à d'autres endroits pour continuer à permettre des réactions essentielles, telles que la respiration cellulaire et la production d'énergie dans le corps.

Les processus géologiques se réfèrent souvent aux substrats comme une méthode pour déterminer l'âgeet la composition de la croûte terrestre également.Les couches inférieures de dépôts de roche, souvent appelées strates, sont considérées comme plus anciennes et contiennent souvent des exemples fossilisés précoces de vie sur Terre, s'ils étaient déposés horizontalement et non retournés par des effets climatiques.Des recherches similaires menées en examinant les couches profondes dans les calottes glaciaires en Antarctique sont utilisées pour déterminer la composition de l'atmosphère dans le passé lointain à travers des gaz piégés dans les substrats de glace, ainsi que des périodes d'âge glaciaire dans l'histoire du climat terrestre.Des processus connexes sont utilisés pour analyser les 6 pouces supérieurs (15,24 centimètres) des substrats du sol pour les nutriments, la rétention d'eau, l'air piégé, etc. pour déterminer la fertilité du sol pour une croissance optimale des cultures.