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광합성 단백질에 근거한 새로운 바이오 무기질 광전자 장치

전문가 제언: ○ 광전자와 광전지 장치를 포함한 광 에너지 변환을 위한 효율적인 장치 조립은 현재 과학을 위해서는 거대한 도전이고 중요한 상업적 결과를 가질 것이다. 대부분의 현대적 광전지 장치는 실리콘에 근거한다.

– 광전지 장치의 조립에 혁신적인 접근법은 자연에 의해 유사한 목적으로 설계된 생물학적 시스템과 원칙들을 이용하는 것이다. 생물학적 전자 장치인 단백질은 극히 높은 효율과 공간적 조직을 가지며 제작비가 싸다.

– 그들은 전도체, 반도체, 전도성 폴리머 또는 양자 점과 같은 무기질 및 유기물질과 융합될 수 있다. 광합성 반응중심(RC) 단백질은 자연에 의해 개발된 가장 진보된 광전자 장치이다. 전하분리와 안정화 처리는 7㎚ 크기의 복합체에서 발생하고 약 106 V/㎝의 국부전기장을 형성한다.

○ 무기 전극에 광합성 RC 연결은 단백질 내 전자전달(ET) 메커니즘의 확인과 단백질 기반의 혁신적인 광전자와 광전지장치 조립의 가능한 응용을 위해 매력적이다.

○ 이 논문은 광합성 단백질과 무기 재료에 근거한 하이브리드 바이오 무기 광전자 장치의 새로운 유형을 설명했다. 저자들은 금, 인디움 산화주석(ITO), 나노기공 TiO2, 고 규칙 증착 흑연(HOPG) 및 탄소나노튜브(CNT) 배열을 포함한 여러 금속과 반도체를 갖는 자체 조립되고 정렬된 단백질 복합체를 조립할 수 있었다.

○ 이 논문의 결과는 광합성 단백질 무기 복합물이 고효율 광과 화학센서, 광 스위치, 광 정류기 및 광전지 장치로 작동할 수 있는 것을 보여 주었다.

○ 생체 관련물질과 전자 조합, 생체신경계와 같은 생체 정보처리계의 해명, 신경세포의 성장 제어를 다루는 생물의 전자에 의한 제어, 단백질에 의한 패턴 인식과 같은 생체 재료의 전자응용 등이 연구되고 있다.

저자: Nikolai Lebedev et. al.,
자료유형: 학술정보