Природа давно нашла эффективные способы управления электронными потоками, но человечество пока не до конца освоило эти биологические механизмы. Например, в белковых системах, на которых основаны процессы фотосинтеза и клеточной энергии, также происходит передача электронов. Хотя наши знания о таких процессах значительно увеличились благодаря развитию структурной геномики, технологии использования этих свойств для инженерных приложений всё ещё находятся на начальной стадии.
Команда учёных из Бристольского университета, объединившая силы с коллегами из других британских учебных заведений, использовала данные пятилетнего проекта «Схемы жизни», чтобы приблизиться к созданию функциональных биопроводников. Этот междисциплинарный проект, который охватывает белковый дизайн, биомолекулярное моделирование, спектроскопию и структурную биологию, позволил исследователям лучше понять, как электроны проходят через биологические молекулы, что открыло новые горизонты для их применения.
Исследование, опубликованное в журнале Национальной академии наук США, показало, что с помощью вычислительного дизайна можно создать белковые молекулы, которые работают как молекулярные проводники. Учёные продемонстрировали, как можно расширить эти модули до 7-нм молекулярной проволоки, управляемой с помощью вычислений.
«Наши разработки вдохновлены электронными схемами, которые необходимы для поддержания жизни на Земле, но они лишены многих нестабильных и сложных свойств природных молекул, что делает их пригодными для использования в различных условиях», — говорит профессор биохимии Бристольского университета Росс Андерсон.
Создание таких проводников из биоразлагаемых белков — это важный шаг вперёд для биоэлектроники. Эти молекулярные компоненты могут интегрироваться как с традиционными электронными схемами, так и с биологическими механизмами, отвечающими за производство энергии в живых организмах. Потенциальные области применения включают носимые устройства, диагностику заболеваний и мониторинг загрязнителей. В перспективе такие белки могут также стать основой для создания эффективных солнечных панелей, использующих искусственную фотосинтезу.
Нужно оборудование?
Звоните: 8 (800) 777-23-97
Точных Вам измерений!