Ученые создали новый материал для «зеленой» электроники
Москва, 11:01, 23 Окт 2018, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Исследователи из Университета Массачусетса в Амхерсте изготовили новый класс электронных материалов – полимерные пленки с белковыми нанопроводами.
Структура может привести к более «зеленому» будущему в секторе биомедицинских и экологических датчиков, сообщает sciencedaily.com, ссылаясь на лидеров проекта, микробиолога Дерека Ловли и специалиста по полимерам Тодда Эмрика. Авторы заявили, что их работа показывает возможность соединения белковых нанопроводов с полимером для получения гибких композитов, сохраняющих электропроводность и уникальные свойства протеиновых элементов. Выводы проекта представлены в журнале Small.
Белковые нанопровода имеют ряд преимуществ, в сравнении с кремниевыми аналогами и углеродными нанотрубками. Они стабильны, биосовметимы и могут улавливать присутствие широкого спектра биологических молекул и химикатов. Но, для превращения в датчики, провода нужно внедрить в гибкую матрицу, подходящую для производства носимых сенсоров или другой электроники.
«Мы изучали материал более 10 лет и только сейчас нашли путь к его практическому применению», — объяснил Ловли.
Открытие сделал постдокторант Юн-Лу Сан, сейчас работающий в Техасском университете Остина. Он определил оптимальные условия для смешивания белковых нанопроводов с непроводящим полимером для получения электропроводящего композита. Сан показал, что несмотря на протеиновое сырье, структура отличается прочностью и легко превращается в новые материалы.
«Дополнительное преимущество заключается в экологичности белковых проводов, — сказал Ловли. – Производство традиционного сырья для нанопроводов требует большого количества энергии и агрессивных химикатов. Белковые структуры тоньше кремниевых и сохраняют стабильность в воде, что важно для биомедицинских систем, вроде датчиков метаболитов в поту».
Показывая работоспособность концепции, команда внедрила материал в поливиниловый спирт. Структура выдержала экстремальные условия, вроде жара и высокой кислотности, которые могли разрушить голый белок.
Проводимость нанопровдов в полимере сильно менялась под действием pH. Это указало на потенциал структуры для диагностики некоторых болезней.
«Мы также можем генетически модифицировать белковый материал для выявления широкого спектра важных для биомедицины молекул», — добавил Ловли.
