Kemistit Ryan Chiechi ja Xingkai Qiu Pohjois-Carolinan osavaltion yliopistosta käyttivät kahta eri tyyppiä
Tutkijat ovat osoittaneet, että erilaiset fullereenitindusoi ensimmäisen valojärjestelmän proteiinit kokoontumaan pinnoilla tiettyihin muotoihin luoden diodeja ja vastuksia. Piirin viimeistelemiseksi päälle painettiin gallium-indium nestemäisen metallin eutektiikkakontaktit.
Kuva: Xinkai Qiu, Ryan C. Chiechi, Nature Communications
”Missä tarvitsimme vastuksia, sovelsimmeelektrodeissa yhden tyyppinen fullereeni, johon ensimmäinen valojärjestelmä kootaan itsenäisesti, ja missä tarvitsimme diodeja, käytimme toista tyyppiä. Orientoidut photosystem I -proteiinit tasasuuntaavat virran, mikä tarkoittaa, että elektronit liikkuvat vain yhteen suuntaan”, Chiechi sanoo.
Tutkijat liittivät proteiinirakenteet keinotekoisiin elektrodeihin ja loivat yksinkertaisia logiikkapiirejä, jotka käyttivät elektronitunnelointia virran moduloimiseen.
Nämä proteiinit hajottavat elektronien aaltofunktiota,tunneloinnin välittäminen tavoilla, joita ei vielä täysin ymmärretä. Tämän seurauksena 10 nm:n paksuudesta huolimatta tämä piiri toimii kvanttitasolla ja toimii tunnelitilassa. Ja koska käytämme ryhmää molekyylejä yksittäisten molekyylien sijaan, rakenne on vakaa. Itse asiassa voimme tulostaa elektrodeja näiden piirien päälle ja luoda laitteita.
Ryan Chiechi, North Carolina State Universityn kemian professori, tutkimuksen toinen kirjoittaja
Kehityksensä osoittamiseksi kemistit loivatyksinkertaisia diodipohjaisia JA/TAI-portteja ja sisällytti ne pulssimodulaattoreihin, jotka voivat koodata tietoa kääntämällä yhden tulosignaalin päälle tai pois päältä riippuen toisen tulon jännitteestä. Ensimmäisen valojärjestelmän proteiineihin perustuvat logiikkapiirit pystyivät kytkemään tulosignaalin taajuudella 3,3 kHz. Tämä on tutkijoiden mukaan yksi parhaista tuloksista molekyylipiireille, vaikka se ei olekaan verrattavissa nykyaikaisiin logiikkapiireihin.
Tutkijat uskovat, että nämä proteiinipohjaiset piirit voivat johtaa elektronisten laitteiden kehittämiseen, jotka parantavat, korvaavat tai laajentavat klassisten puolijohteiden toimivuutta.
Lue lisää
Amerikkalainen satelliitti "näki" epätavallisen viestin Maasta
Julkaistu video raketista, joka laukaistiin kokeellisesta kiihdyttimestä
Hirviö galaksimme keskustassa: katso kuvaa Linnunradan mustasta aukosta