Chemicy Ryan Chiechi i Xingkai Qiu z North Carolina State University używali dwóch różnych typów
Naukowcy wykazali, że różne fulerenyindukował białka pierwszego fotosystemu do samoorganizacji na powierzchniach w określone kształty, tworząc diody i rezystory. Aby uzupełnić obwód, na górze wydrukowano styki z eutektyki ciekłego metalu galowo-indowego.
Zdjęcie: Xinkai Qiu, Ryan C. Chiechi, Nature Communications
„Tam, gdzie potrzebowaliśmy rezystorów, zastosowaliśmyjeden rodzaj fulerenów na elektrodach, na których niezależnie montowany jest pierwszy fotosystem, a tam, gdzie potrzebowaliśmy diod, zastosowaliśmy inny rodzaj. Zorientowane białka fotosystemu I prostują prąd, co oznacza, że elektrony poruszają się tylko w jednym kierunku”, mówi Chiechi.
Naukowcy połączyli struktury białkowe ze sztucznymi elektrodami i stworzyli proste obwody logiczne, które wykorzystywały tunelowanie elektronów do modulowania prądu.
Białka te rozpraszają funkcję falową elektronów,pośredniczenie w tunelowaniu w sposób, który wciąż nie jest w pełni zrozumiały. W efekcie pomimo grubości 10 nm układ ten działa na poziomie kwantowym, pracując w trybie tunelowym. A ponieważ używamy grupy cząsteczek, a nie pojedynczych cząsteczek, struktura jest stabilna. W rzeczywistości możemy drukować elektrody na tych obwodach i tworzyć urządzenia.
Ryan Chiechi, profesor chemii na Uniwersytecie Stanowym Karoliny Północnej, współautor badania
Aby zademonstrować ich rozwój, chemicy stworzyliproste bramki AND/OR oparte na diodach i wbudowały je w modulatory impulsów, które mogą kodować informacje poprzez włączanie lub wyłączanie jednego sygnału wejściowego w zależności od napięcia innego wejścia. Układy logiczne oparte na białkach pierwszego fotosystemu mogły przełączać sygnał wejściowy o częstotliwości 3,3 kHz. Naukowcy zauważają, że choć prędkość ta nie jest porównywalna z szybkością współczesnych obwodów logicznych, jest to jeden z najlepszych wyników w przypadku obwodów molekularnych.
Naukowcy są przekonani, że te obwody oparte na białkach mogą doprowadzić do opracowania urządzeń elektronicznych, które poprawią, zastąpią lub rozszerzą funkcjonalność klasycznych półprzewodników.
Czytaj więcej
Amerykański satelita „widział” niezwykłą wiadomość z Ziemi
Opublikowane wideo z rakiety, która została wystrzelona z eksperymentalnego akceleratora
Potwór w centrum naszej Galaktyki: spójrz na zdjęcie czarnej dziury w Drodze Mlecznej