Οι χημικοί Ryan Chiechi και Xingkai Qiu του Κρατικού Πανεπιστημίου της Βόρειας Καρολίνας χρησιμοποίησαν δύο διαφορετικούς τύπους
Οι επιστήμονες έχουν δείξει ότι διάφορα φουλερένιαπροκάλεσε τις πρωτεΐνες του πρώτου φωτοσυστήματος να αυτοσυναρμολογηθούν σε επιφάνειες σε συγκεκριμένα σχήματα, δημιουργώντας διόδους και αντιστάσεις. Για να ολοκληρωθεί το κύκλωμα, τυπώθηκαν επαφές από ευτηκτική υγρού μετάλλου γαλλίου-ινδίου στην κορυφή.
Εικόνα: Xinkai Qiu, Ryan C. Chiechi, Nature Communications
«Όπου χρειαζόμασταν αντιστάσεις, εφαρμόσαμεένας τύπος φουλλερενίου στα ηλεκτρόδια, πάνω στα οποία συναρμολογείται ανεξάρτητα το πρώτο φωτοσύστημα, και όπου χρειαζόμασταν διόδους, εφαρμόσαμε έναν άλλο τύπο. Οι προσανατολισμένες πρωτεΐνες του φωτοσυστήματος I διορθώνουν το ρεύμα, πράγμα που σημαίνει ότι τα ηλεκτρόνια κινούνται μόνο προς μία κατεύθυνση», λέει ο Chiechi.
Οι ερευνητές συνέδεσαν δομές πρωτεϊνών με τεχνητά ηλεκτρόδια και δημιούργησαν απλά λογικά κυκλώματα που χρησιμοποιούσαν σήραγγα ηλεκτρονίων για τη διαμόρφωση του ρεύματος.
Αυτές οι πρωτεΐνες διασκορπίζουν την κυματική λειτουργία των ηλεκτρονίων,διαμεσολαβώντας τη δημιουργία σήραγγας με τρόπους που δεν είναι ακόμη πλήρως κατανοητοί. Ως αποτέλεσμα, παρά το πάχος των 10 nm, αυτό το κύκλωμα λειτουργεί σε κβαντικό επίπεδο, λειτουργώντας στη λειτουργία σήραγγας. Και επειδή χρησιμοποιούμε μια ομάδα μορίων αντί για μεμονωμένα μόρια, η δομή είναι σταθερή. Στην πραγματικότητα, μπορούμε να εκτυπώσουμε ηλεκτρόδια πάνω από αυτά τα κυκλώματα και να δημιουργήσουμε συσκευές.
Ryan Chiechi, καθηγητής χημείας στο North Carolina State University, συν-συγγραφέας της μελέτης
Για να δείξουν την ανάπτυξή τους, οι χημικοί δημιούργησαναπλές πύλες AND/OR που βασίζονται σε δίοδο και τις ενσωμάτωσαν σε διαμορφωτές παλμών που μπορούν να κωδικοποιήσουν πληροφορίες ενεργοποιώντας ή απενεργοποιώντας ένα σήμα εισόδου ανάλογα με την τάση μιας άλλης εισόδου. Τα λογικά κυκλώματα που βασίζονται στις πρωτεΐνες του πρώτου φωτοσυστήματος θα μπορούσαν να αλλάξουν ένα σήμα εισόδου με συχνότητα 3,3 kHz. Αυτό, σημειώνουν οι ερευνητές, αν και δεν είναι συγκρίσιμο σε ταχύτητα με τα σύγχρονα λογικά κυκλώματα, είναι ένα από τα καλύτερα αποτελέσματα για μοριακά κυκλώματα.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτά τα κυκλώματα που βασίζονται σε πρωτεΐνες θα μπορούσαν να οδηγήσουν στην ανάπτυξη ηλεκτρονικών συσκευών που βελτιώνουν, αντικαθιστούν ή επεκτείνουν τη λειτουργικότητα των κλασικών ημιαγωγών.
Διαβάστε περισσότερα
Ο αμερικανικός δορυφόρος «είδε» ένα ασυνήθιστο μήνυμα από τη Γη
Δημοσιεύτηκε βίντεο από τον πύραυλο, ο οποίος εκτοξεύτηκε από πειραματικό επιταχυντή
Το τέρας στο κέντρο του Γαλαξία μας: δείτε τη φωτογραφία μιας μαύρης τρύπας στον Γαλαξία μας