Созданы белковые волокна, вырабатывающие электричество из воздуха

Производство современной электроники требует энергоемких процессов и токсичных веществ, обеспечивающих движение электронов. В природе тоже происходит это движение, например, в фотосинтезе. Австралийские ученые создали образец устройства «зеленой электроники», изменив на генетическом уровне белковые волокна бактерий так, чтобы они проводили ток и собирали его с помощью влаги из воздуха.

Бактериальные нити из белка способны проводить электричество и могут, в потенциале, использоваться для создания датчиков, не требующих внешнего источника питания. Однако, эти нити сложно модифицировать, а значит, у них ограниченная функциональность.

Чтобы преодолеть это затруднение, ученые из Университета Нового Южного Уэльса отредактировали ДНК бактерии кишечной палочки, заставив ее производить нужный тип белковых нитей, которые они затем собрали в нановолокна. В качестве дополнительной молекулы, которая сделала нити проводящими, был взят гем, соединение на основе железа, присутствующая в крови животных и обеспечивающая транспорт кислорода.

Дальнейшие исследования показали, что когда молекулы гема расположены близко друг к другу, они также могут передавать электроны. Поместив эти молекулы в отредактированные нити на достаточно малое расстояние, ученые измерили электропроводность и подтвердили, что гемы действительно сделали белок электропроводным, сообщает IE.

В ходе тщательных испытаний они обнаружили, что сильнее всего электрический ток становится при влажности воздуха около 20–30%. Повторные тесты с увеличенным объемом проводящего материала между электродами подтвердили, что влажность создает в материале градиент заряда и генерирует дополнительный ток без использования дополнительного потенциала. Затем исследователи собрали датчик влажности, который генерирует электрический ток даже если на него просто подышать.

О практическом применении открытия пока речи не идет — изучить еще предстоит слишком многое, например, как модифицировать свойства белков, меняя структуру гема или среду волокон. В одном из экспериментов они использовали для запуска передачи электронов светочувствительные молекулы.

Пожалуйста, оцените статью:
Пока нет голосов
Источник(и):

ХайТек+