Joseph Goebbels
19th August 2011, 06:06 PM
مدت‌هاست که مهندسان برق در تلاشند از مولکول‌هاي زيستي طراحي شده به‌طور مستقيم در مدارهاي الکترونيکي استفاده کنند. حال محققان دانشگاه پنسيلوانيا روشي براي توليد اين ساختارها ابداع کرده‌اند به‌نحوي که ساختارهاي توليد شده مي‌توانند در هواي آزاد کار کنند؛ مهم‌تر اينکه يک روش ميکروسکوپي جديد براي اندازه‌گيري ويژگي‌هاي الکتريکي اين ساختارها و ساختارهاي مشابه ديگر ارائه کرده‌اند.
در اين کار از پروتئين‌هاي مصنوعي استفاده شده است. اين پروتئين‌ها از مارپيچ‌هايي پپتيدي با يک مولکول فعال نوري در درونشان تشکيل شده‌اند و روي الکترودها آرايش مي‌يابند. زماني که نور به اين پروتئين‌ها تابيده مي‌شود، آنها فوتون‌ها را به الکترون‌ها تبديل کرده و آنها را به الکترود منتقل مي‌کنند.
داون بونل، استاد دانشکده علوم و مهندسي مواد که اين تحقيق را انجام داده است، مي‌گويد: «اين کار شبيه مکانيسمي است که هنگام جذب نور توسط گياهان اتفاق مي‌افتد، با اين تفاوت که در اينجا الکترون توليد شده در يک مدار الکتريکي به‌کار مي‌رود».
قبلاً چندين گروه تحقيقاتي از آرايش‌هاي پپتيدي مشابهي در محلول استفاده کرده و برهمکنش آنها نسبت به نور را بررسي کرده‌اند. اما تاکنون هيچ راهي براي بررسي کمّي ويژگي‌هاي الکتريکي اين آرايش‌ها، به‌خصوص ظرفيت خازني آنها، يعني مقدار باري که مي‌توانند در خود نگهدارند، وجود نداشته است.
بونل مي‌گويد: «براي توليد ابزارهاي الکترونيکي از اين مولکول‌ها، درک اين نوع از ويژگي‌ها کاملاً ضروري است. ما بيش از 40 سال است که سيليکون را مطالعه مي‌کنيم، بنابراين مي‌دانيم در آنجا چه اتفاقي براي الکترون‌ها مي‌افتد، اما هيچ تصوري از اينکه روي الکترودهاي خشک حاوي اين پروتئين‌ها چه پديده‌اي روي مي‌‌دهد، نداريم. حتي نمي‌دانيم اين پروتئين‌ها پس از اتصال به يک الکترود همچنان از نظر نوري فعال باقي مي‌مانند يا نه».
محققان براي حل اين مشکل نوعي روش ميکروسکوپي نيروي اتمي به‌نام ميکروسکوپي رزونانس چرخشي نانوامپدانس (torsional Resonance nanoimpedance microscopy) ابداع کرده‌اند.
بونل مي‌گويد: «ما در اين روش از يک نوک فلزي استفاده کرده و يک ميدان الکتريکي نوسانگر را روي آن قرار داديم. ما مي‌توانيم با مشاهده چگونگي واکنش الکترون‌ها به اين ميدان الکتريکي برهمکنش‌ها و ويژگي‌هاي بسيار پيچيده‌تري همچون ظرفيت خازني را اندازه بگيريم».
اين پژوهشگران نوعي پروتئين خودآرا شبيه پروتئين‌هاي قبلي خود را طراحي کرده و آنها را روي ورقه‌اي از الکترودهاي گرافيتي مهر زدند. اين روش توليد و همچنين قابليت اندازه‌گيري ويژگي‌هاي ابزارهاي توليد شده مي‌تواند کاربردهاي بسيار زيادي داشته باشد.
جزئيات اين تحقيق در مجله ACS Nano منتشر شده است.
http://www.nano.ir/newstext.php?Code=9561
در اين کار از پروتئين‌هاي مصنوعي استفاده شده است. اين پروتئين‌ها از مارپيچ‌هايي پپتيدي با يک مولکول فعال نوري در درونشان تشکيل شده‌اند و روي الکترودها آرايش مي‌يابند. زماني که نور به اين پروتئين‌ها تابيده مي‌شود، آنها فوتون‌ها را به الکترون‌ها تبديل کرده و آنها را به الکترود منتقل مي‌کنند.
داون بونل، استاد دانشکده علوم و مهندسي مواد که اين تحقيق را انجام داده است، مي‌گويد: «اين کار شبيه مکانيسمي است که هنگام جذب نور توسط گياهان اتفاق مي‌افتد، با اين تفاوت که در اينجا الکترون توليد شده در يک مدار الکتريکي به‌کار مي‌رود».
قبلاً چندين گروه تحقيقاتي از آرايش‌هاي پپتيدي مشابهي در محلول استفاده کرده و برهمکنش آنها نسبت به نور را بررسي کرده‌اند. اما تاکنون هيچ راهي براي بررسي کمّي ويژگي‌هاي الکتريکي اين آرايش‌ها، به‌خصوص ظرفيت خازني آنها، يعني مقدار باري که مي‌توانند در خود نگهدارند، وجود نداشته است.
بونل مي‌گويد: «براي توليد ابزارهاي الکترونيکي از اين مولکول‌ها، درک اين نوع از ويژگي‌ها کاملاً ضروري است. ما بيش از 40 سال است که سيليکون را مطالعه مي‌کنيم، بنابراين مي‌دانيم در آنجا چه اتفاقي براي الکترون‌ها مي‌افتد، اما هيچ تصوري از اينکه روي الکترودهاي خشک حاوي اين پروتئين‌ها چه پديده‌اي روي مي‌‌دهد، نداريم. حتي نمي‌دانيم اين پروتئين‌ها پس از اتصال به يک الکترود همچنان از نظر نوري فعال باقي مي‌مانند يا نه».
محققان براي حل اين مشکل نوعي روش ميکروسکوپي نيروي اتمي به‌نام ميکروسکوپي رزونانس چرخشي نانوامپدانس (torsional Resonance nanoimpedance microscopy) ابداع کرده‌اند.
بونل مي‌گويد: «ما در اين روش از يک نوک فلزي استفاده کرده و يک ميدان الکتريکي نوسانگر را روي آن قرار داديم. ما مي‌توانيم با مشاهده چگونگي واکنش الکترون‌ها به اين ميدان الکتريکي برهمکنش‌ها و ويژگي‌هاي بسيار پيچيده‌تري همچون ظرفيت خازني را اندازه بگيريم».
اين پژوهشگران نوعي پروتئين خودآرا شبيه پروتئين‌هاي قبلي خود را طراحي کرده و آنها را روي ورقه‌اي از الکترودهاي گرافيتي مهر زدند. اين روش توليد و همچنين قابليت اندازه‌گيري ويژگي‌هاي ابزارهاي توليد شده مي‌تواند کاربردهاي بسيار زيادي داشته باشد.
جزئيات اين تحقيق در مجله ACS Nano منتشر شده است.
http://www.nano.ir/newstext.php?Code=9561