Diodele și rezistențele au fost asamblate din proteine ​​care folosesc efecte cuantice

Chimiștii Ryan Chiechi și Xingkai Qiu de la Universitatea de Stat din Carolina de Nord au folosit două tipuri diferite

fulerene (poliedre moleculare închise din carbon). Aceste celule au fost plasate pe substraturi de aur și coborâte în soluția primului fotosistem de cloroplast.

Oamenii de știință au demonstrat că diferite fullerenea făcut ca proteinele primului fotosistem să se autoasambleze la suprafață sub anumite forme, creând diode și rezistențe. Deasupra, pentru a completa circuitul, contactele au fost imprimate din eutectica metalului lichid galiu-indiu.

Imagine: Xinkai Qiu, Ryan C. Chiechi, Nature Communications

„Acolo unde aveam nevoie de rezistențe, am aplicatun tip de fullerenă pe electrozi, pe care primul fotosistem este asamblat independent, iar acolo unde aveam nevoie de diode, am aplicat un alt tip. Proteinele fotosistemului I orientate rectifică curentul, ceea ce înseamnă că electronii se mișcă într-o singură direcție”, spune Chiechi.

Cercetătorii au conectat structurile proteinelor la electrozi artificiali și au creat circuite logice simple care au folosit tunelul de electroni pentru a modula curentul.

Aceste proteine ​​împrăștie funcția de undă a electronilor,medierea tunelului în moduri care nu sunt încă pe deplin înțelese. Drept urmare, în ciuda grosimii de 10 nm, acest circuit funcționează la nivel cuantic, funcționând în modul tunel. Și pentru că folosim mai degrabă un grup de molecule decât molecule individuale, structura este stabilă. De fapt, putem imprima electrozi deasupra acestor circuite și putem crea dispozitive.

Ryan Chiechi, profesor de chimie la Universitatea de Stat din Carolina de Nord, coautor al studiului

Pentru a demonstra dezvoltarea lor, chimiștii au creatporți simple și/sau bazate pe diode și le-au încorporat în modulatoare de impulsuri care pot codifica informații prin pornirea sau oprirea unui semnal de intrare, în funcție de tensiunea altei intrări. Circuitele logice bazate pe proteinele primului fotosistem ar putea comuta semnalul de intrare la o frecvență de 3,3 kHz. Acesta, după cum observă cercetătorii, deși nu este comparabil ca viteză cu circuitele logice moderne, este unul dintre cele mai bune rezultate pentru circuitele moleculare.

Oamenii de știință cred că aceste circuite bazate pe proteine ​​ar putea duce la dezvoltarea de dispozitive electronice care îmbunătățesc, înlocuiesc sau extind funcționalitatea semiconductorilor clasici.

Citeste mai mult

Satelitul american „a văzut” un mesaj neobișnuit de pe Pământ

Video publicat de la rachetă, care a fost lansată de la un accelerator experimental

Monstrul din centrul galaxiei noastre: uită-te la fotografia unei găuri negre din Calea Lactee