Российские ученые совместно с зарубежными коллегами разработали полноценный биоэлектронный фотоэлемент на основе всего одной молекулы светящегося белка, соединенного с углеродной нанотрубкой. Такая система способна хранить информацию, сообщила в четверг пресс-служба Российского научного фонда (РНФ).
«Наша разработка позволит создать мощные и компактные устройства для хранения и передачи информации, управляемые светом. Кроме того, оба компонента наших элементов являются биоразлагаемыми и не несут вреда окружающей среде, поэтому могут стать основой экологически чистых солнечных батарей», – отметил ведущий научный сотрудник научно-образовательного центра «Зондовая микроскопия и нанотехнологии» МИЭТ Иван Бобринецкий, слова которого приводятся в сообщении.
Оптоэлектронные устройства, которые способны хранить и передавать информацию, воспринимая свет различных длин волн, лежат в основе лазеров, светодиодов и некоторых запоминающих приборов. Среди них большой научный интерес вызывают системы, содержащие помимо электронных элементов биомолекулы, например белки. Такие гибридные системы дешевле, экологичнее и при этом сохраняют необходимые оптические свойства.
В новой работе ученые из Национального исследовательского университета «МИЭТ», Физического института имени П. Н. Лебедева РАН, Сколковского института науки и технологий с коллегами из Кардиффского университета (Великобритания), Университета Аалто (Финляндия) и Нови-Садского университета (Сербия) модифицировали углеродные нанотрубки зеленым флуоресцентным белком (ЗФБ). «Мостиком» между ними послужили молекулы фенилазида.
ЗФБ представляет собой «бочонок» из складчатой аминокислотной цепи, внутри которого располагается молекула флуорофора. Последний под действием излучения приобретает дополнительную энергию, претерпевает электронные перестройки, а затем возвращается в исходное состояние, отдавая избыток энергии в виде собственного излучения. Возможен и другой вариант – выделение тепла, но от этого его и защищает «бочонок», обеспечивая длительное сохранение флуоресцентных свойств.
Исследователи изучили структуру полученных соединений и выяснили, что можно контролировать тип формируемого оптоэлектронного элемента за счет белка. Эта система может обмениваться с внешней средой не только энергией, но и носителями заряда. Именно на этом свойстве авторы работы и построили новые наноустройства. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Functional Materials.
- Ещё больше материалов и фотографий на: https://t.me/zelenogradinfo
- БЕCПЛАТНАЯ доска объявлений: https://зеленоград-инфо.рф/ads
- Группа VK: https://vk.com/zelekinfo
