Ученые из Национального исследовательского университета «МИЭТ», Сколтеха и Института биоорганической химии РАН имени Шемякина и Овчинникова создали уникальный материал, объединяющий углеродные нанотрубки и флуоресцентный белок. Этот инновационный материал может стать основой для светочувствительной молекулярной электроники, которая обещает ускорить обработку информации по сравнению с современными электронными устройствами. Об этом сообщил Российский научный фонд, поддержавший данное исследование.
В современных оптоэлектронных устройствах световые импульсы контролируют движение электронов, что позволяет эффективно обрабатывать и записывать данные. Такие устройства превосходят традиционные компьютеры по скорости и производительности, повышая эффективность бытовой, промышленной и медицинской электроники, а также совершенствуя системы беспроводной связи.
Новый компонент, созданный в рамках исследования, сочетает органический материал – молекулы красного флуоресцентного белка – с углеродной нанотрубкой, выступающей в роли полупроводника. Белок выбран за способность генерировать электроны под воздействием света, вызывая свечение в другом спектре. Соединение белка с проводящей нанотрубкой позволяет электронам из белка влиять на электрический ток в нанотрубке.
Исследования показали, что освещение системы всеми спектрами, кроме желтого и фиолетового, значительно увеличивает ток в углеродной нанотрубке, улучшая ее проводимость. Однако желтый и фиолетовый спектры вызывают снижение тока, что свидетельствует об отрицательном фотоотклике устройства на эти длины волн.
Эксперименты подтвердили, что устройство по-разному реагирует на световые волны разной длины, что открывает возможности для его использования в светоуправляемых устройствах для передачи и хранения информации.
Профессор Иван Бобринецкий, ведущий научный сотрудник Института интегральной электроники имени академика Валиева, отметил, что сочетание электронных и биологических элементов, таких как флуоресцентные белки, представляет особый интерес благодаря их экологической безопасности и низкой стоимости. Разработку можно применить в молекулярной электронике, светодиодах и оптических транзисторах. Преимущество инженерных белков заключается в их генетической адаптации к определённой длине волны в видимом спектре.
Источник: Аргументы и Факты
