Chemici Ryan Chiechi a Xingkai Qiu ze státní univerzity v Severní Karolíně použili dva různé typy
Vědci prokázali, že různé fullerenypřiměl proteiny prvního fotosystému k samovolnému sestavení na površích do specifických tvarů, čímž vznikly diody a odpory. Aby byl obvod kompletní, byly na horní straně natištěny kontakty z eutektika tekutého kovu gallium-indium.
Obrázek: Xinkai Qiu, Ryan C. Chiechi, Nature Communications
„Tam, kde jsme potřebovali rezistory, jsme je použilijeden typ fullerenu na elektrodách, na kterém je první fotosystém sestaven samostatně, a tam, kde jsme potřebovali diody, jsme aplikovali jiný typ. Orientované proteiny fotosystému I usměrňují proud, což znamená, že se elektrony pohybují pouze jedním směrem,“ říká Chiechi.
Vědci připojili proteinové struktury k umělým elektrodám a vytvořili jednoduché logické obvody, které využívaly tunelování elektronů k modulaci proudu.
Tyto proteiny rozptylují vlnovou funkci elektronů,zprostředkování tunelování způsoby, které stále nejsou plně pochopeny. Výsledkem je, že i přes tloušťku 10 nm tento obvod pracuje na kvantové úrovni a funguje v tunelovém režimu. A protože používáme spíše skupinu molekul než jednotlivé molekuly, struktura je stabilní. Ve skutečnosti můžeme na tyto obvody tisknout elektrody a vytvářet zařízení.
Ryan Chiechi, profesor chemie na North Carolina State University, spoluautor studie
K demonstraci jejich vývoje vytvořili chemicijednoduché hradla AND/OR na bázi diod a začlenili je do pulzních modulátorů, které mohou kódovat informace zapnutím nebo vypnutím jednoho vstupního signálu v závislosti na napětí jiného vstupu. Logické obvody založené na proteinech prvního fotosystému dokázaly přepínat vstupní signál s frekvencí 3,3 kHz. Vědci poznamenávají, že ačkoli to není srovnatelné v rychlosti s moderními logickými obvody, je to jeden z nejlepších výsledků pro molekulární obvody.
Vědci se domnívají, že tyto obvody na bázi proteinů by mohly vést k vývoji elektronických zařízení, která zlepšují, nahrazují nebo rozšiřují funkčnost klasických polovodičů.
Přečtěte si více
Americká družice „zahlédla“ neobvyklou zprávu ze Země
Zveřejněno video z rakety, která byla vypuštěna z experimentálního urychlovače
Monstrum ve středu naší Galaxie: podívejte se na fotografii černé díry v Mléčné dráze