З білків зібрали діоди та резистори, які використовують квантові ефекти.

Хімікі Райан Чієчі та Ксінкай Цю з Університету штату Північна Кароліна використовували два різні типи

фулеренів (молекулярних замкнутих багатогранників з вуглецю). Ці клітини були поміщені на золоті підкладки та опущені у розчин першої фотосистеми хлоропластів. 

Вчені показали, що різні фулерениспонукали білки першої фотосистеми до самоскладання на поверхні у певних формах, створюючи діоди та резистори. Зверху для завершення схеми було надруковано контакти з рідкометалевої евтектики галій-індій. 

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

«Там, де нам були потрібні резистори, ми наносилиодин тип фулерену на електроди, на яких самостійно збирається перша фотосистема, а там, де нам потрібні були діоди, ми наносили інший тип. Орієнтовані білки фотосистеми I випрямляють струм - це означає, що електрони рухаються лише в одному напрямку», - каже Чієчі.

Дослідники з'єднали білкові структури зі штучними електродами та створили прості логічні схеми, які використовували тунелювання електронів для модуляції струму.

Ці білки розсіюють хвильову функцію електронів,опосередковуючи тунелювання способами, які досі не вивчені. В результаті, незважаючи на товщину 10 нм, ця схема працює на квантовому рівні, функціонуючи у тунельному режимі. І оскільки ми використовуємо групу молекул, а чи не окремі молекули, структура стабільна. Насправді ми можемо друкувати електроди поверх цих схем та створювати пристрої.

Райан Чієчі, професор хімії з Університету штату Північна Кароліна, співавтор дослідження

Для демонстрації власної розробки хіміки створилипрості логічні елементи І/АБО на основі діодів і включили їх в імпульсні модулятори, які можуть кодувати інформацію, включаючи або вимикаючи один вхідний сигнал, залежно від напруги іншого входу. Логічні схеми з урахуванням білків першої фотосистеми могли перемикати вхідний сигнал із частотою 3,3 кГц. Це, як відзначають дослідники, хоч і не порівняно за швидкістю з сучасними логічними схемами, є одним з кращих результатів для молекулярних схем.

Вчені вважають, що ці схеми на основі білків можуть призвести до розробки електронних пристроїв, які покращать, замінять чи розширять функціональність класичних напівпровідників.

Читати далі

Американський супутник «роздивився» із Землі незвичайне послання

Опубліковано відео з ракети, яку запустили з експериментального прискорювача

Чудовисько у центрі нашої Галактики: подивіться на фото чорної діри у Чумацькому Шляху