Cos'è un substrato?

Un substrato è un materiale sottostante o uno strato di materiale su cui vengono eseguiti altri materiali o processi.Può coinvolgere qualsiasi cosa dalle superfici del sottosuolo in agricoltura su cui le piante vengono coltivate a strati di semiconduttore di silicio utilizzati come base per la costruzione di circuiti elettrici e cellule o altri mezzi biologici su cui agiscono gli enzimi.Il termine substrato viene spesso utilizzato in medicina e produzione di microchip, ma è anche comune alla geologia e ad altri processi naturali.

Il substrato di silicio è, senza dubbio, delle strutture sintetiche più complesse prodotte su scala micrometrica e nanometri.I progetti di microchip e celle solari utilizzano più strati orizzontali, con un tipico microchip a partire dal 2011 con diversi substrati funzionali o basi per strati sopra di loro.Il materiale a semiconduttore inizia con uno strato di transistor del dispositivo, che è sormontato da uno strato di interconnessione a uno strato di dispositivo sopra di esso.Tra queste sezioni, vengono aggiunti gli strati di substrato di isolamento e metallizzazione, nonché strati di legame per mantenere insieme l'intera struttura e funzionale.La ricerca su strati orizzontali e verticali interconnessi, realizzando un microchip tridimensionale in forma di cubo, è il prossimo passo avanti nell'aumentare la memoria e la velocità di elaborazione.

Contrariamente alla produzione di circuiti, un substrato enzimatico è già una forma tridimensionale naturale.Gli enzimi sono molecole proteiche che fungono da catalizzatori in biochimica.La nicotinamide adenina dinucleotide (NADH) è un esempio di coenzima della vitamina B3, che si attacca a un substrato cellulare nel corpo umano.Il sito del substrato attivo in cui si lega viene quindi modificato dall'enzima e questa sezione del substrato viene rilasciata come prodotto della reazione.Poiché l'enzima stesso non viene modificato nel processo, si sposta quindi in altre posizioni per continuare a consentire reazioni essenziali, come la respirazione cellulare e la produzione di energia nel corpo.

I processi geologici spesso si riferiscono ai substrati come un metodo per determinare l'etàe composizione della crosta terrestre.Gli strati inferiori di depositi di roccia, spesso indicati come strati, sono considerati più vecchi e spesso contengono esempi fossilizzati precoci di vita sulla terra, se sono stati depositati orizzontalmente e non consegnati da effetti climatici.Ricerche simili condotte esaminando strati profondi nelle calotte glaciali in Antartide sono usate per determinare la composizione dell'atmosfera nel passato lontano attraverso gas intrappolati nei substrati di ghiaccio, nonché periodi dell'era glaciale nella storia del clima terrestre.I processi correlati vengono utilizzati nell'analisi dei primi 6 pollici (15,24 centimetri) di substrati del suolo per nutrienti, ritenzione idrica, aria intrappolata e così via per determinare la fertilità del suolo per una crescita ottimale delle colture.