Светящийся белок и углеродная нанотрубка станут биоэлектронным фотоэлементом
Разработка может выполнять функции прожектора или же служить хранилищем информации. Данные опции настраиваются посредством изменений параметров освещённости и способа прикрепления белка. Проект обладает большим потенциалом в рамках создания экологически безопасных изделий электроники.
В современной электронике свойство оптоэлектронных приборов сохранять и передавать информацию под действием световых волн широко применяется в таких устройствах как лазеры, светодиоды и некоторые виды запоминающих устройств. В рамках этого направления наиболее перспективными считаются такие системы, в которых используются не только электронные компоненты, но и биомолекулы, в частности белки. Преимуществами таких систем являются их экологичность и низкая себестоимость. Такие системы могут успешно применяться в качестве компонентов для молекулярной электроники, светоизлучающих диодов (LED), новейших лазеров и оптических транзисторов.
Группа учёных из России и стран Европы разработала технологию модификации углеродных нанотрубок с использованием зелёного флуоресцентного белка (ЗФБ).
Таким образом, однослойная углеродная нанотрубка стала носителем молекулы белка посредством связи с фенилазидной группой, что дало возможность обеспечить ковалентную сшивку и образование общих электронных пар между компонентами электронного устройства.
ЗФБ больше всего напоминает «бочонок» из складчатой аминокислотной цепи. Этот «бочонок» несёт в себе молекулу флуорофора. Излучение, воздействуя на молекулу, сообщает ей дополнительную энергию, происходит электронная перестройка, после чего молекула принимает прежний вид, но уже с наличием собственного излучения, при помощи которого она отдаёт избыток энергии.
Тщательный анализ структуры полученных соединений позволил учёным сделать вывод о том, что тип формируемого оптоэлектронного элемента можно контролировать при помощи белка. А вся система в целом способна получать и отдавать не только энергию, но и носитель заряда. Именно эта особенность легла в основу разработки новых наноустройств.
Исследователи считают, что их разработка поможет в создании мощных, но малогабаритных устройств, позволяющих хранить и передавать данные. Управление устройствами будет осуществляться при помощи светового потока. Более того, такая электроника нового поколения абсолютно безопасна для окружающей среды, что делает её весьма перспективной в использовании в солнечных батареях.
Источник: rlocman.ru