Les chimistes Ryan Chiechi et Xingkai Qiu de l'Université d'État de Caroline du Nord ont utilisé deux types différents
Les scientifiques ont montré que divers fullerènesa induit les protéines du premier photosystème à s’auto-assembler sur des surfaces selon des formes spécifiques, créant ainsi des diodes et des résistances. Pour compléter le circuit, des contacts en eutectique métallique liquide gallium-indium ont été imprimés sur le dessus.
Image : Xinkai Qiu, Ryan C. Chiechi, Nature Communications
"Là où nous avions besoin de résistances, nous avons appliquéun type de fullerène sur les électrodes, sur lequel le premier photosystème est assemblé indépendamment, et là où nous avions besoin de diodes, nous avons appliqué un autre type. Les protéines orientées du photosystème I redressent le courant, ce qui signifie que les électrons ne se déplacent que dans une seule direction », explique Chiechi.
Les chercheurs ont connecté des structures protéiques à des électrodes artificielles et ont créé des circuits logiques simples qui utilisaient l'effet tunnel d'électrons pour moduler le courant.
Ces protéines diffusent la fonction d'onde des électrons,la médiation du tunneling d'une manière qui n'est pas encore entièrement comprise. De ce fait, malgré l'épaisseur de 10 nm, ce circuit fonctionne au niveau quantique, fonctionnant en mode tunnel. Et parce que nous utilisons un groupe de molécules plutôt que des molécules individuelles, la structure est stable. En fait, nous pouvons imprimer des électrodes sur ces circuits et créer des dispositifs.
Ryan Chiechi, professeur de chimie à la North Carolina State University, co-auteur de l'étude
Pour démontrer leur développement, les chimistes ont crééde simples portes ET/OU à base de diodes et les a incorporées dans des modulateurs d'impulsions capables de coder des informations en activant ou désactivant un signal d'entrée en fonction de la tension d'une autre entrée. Des circuits logiques basés sur les protéines du premier photosystème pourraient commuter un signal d'entrée avec une fréquence de 3,3 kHz. Selon les chercheurs, bien que sa vitesse ne soit pas comparable à celle des circuits logiques modernes, c'est l'un des meilleurs résultats pour les circuits moléculaires.
Les scientifiques pensent que ces circuits à base de protéines pourraient conduire au développement de dispositifs électroniques qui améliorent, remplacent ou étendent la fonctionnalité des semi-conducteurs classiques.
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