Белковые нанопроводники — экологически чистый материал

Белковые нанопроводники новой структуры

Специалистами Университета Массачусетса Амхерст разработан новый класс электронных материалов с «экологической» структурой, предназначенных в основном для применения в биомедицинском и экологическом зондировании. Разработка показывает возможности комбинации белковой нанопроволки с полимером, в результате чего образуется гибкий электронный композитный продукт. Такой материал обладает электропроводностью и уникальными свойствами обнаружения белковых нанопроводников. Подробности публикует издание «Small».

Биосовместимый экологически чистый продукт

Белковые нанопроводники имеют массу преимуществ относительно кремниевых нанопроволок и углеродных нанотрубок. Этот материал отмечается улучшенной биосовместимостью, стабильностью. Кроме того, имеется потенциал образования обширного спектра биомолекул и химических веществ, представляющих интерес для медицины или сферы охраны окружающей среды.

Однако, к примеру, для применения тех же датчиков на основе материала требуется включать белковые нанопроволоки в структуру гибкой матрицы, позволяющей изготавливать переносные чувствительные устройства или технику иного рода.

Разработчики изучают биологическую функцию белковых нанопроволок уже более десятка лет, но только сейчас удалось найти пути использования в практике разработки электронных устройств.

Наконец, удалось обнаружить надлежащие условия смешивания белковых нанопроволок с непроводящим полимером. Так был получен электропроводный композиционный материал нового типа. Продукт демонстрирует высокие качества прочности и лёгкой обработки, несмотря на основу, которую составляет белок.

Преимущественные стороны изобретения

Дополнительное преимущество белковых нанопроволок – высокая степень экологичности. Существует возможность массово производить белковые нанопроволоки с помощью микробов, что выращиваются на возобновляемом сырье.

Отмечается, что для производства существующих ныне нанопроволочных материалов требуются высокие энергетические затраты и применение токсичных химикатов. Белковые нанопроволки тоньше кремниевых и в отличие от кремния более стабильны в воде. Этот фактор имеет значение для биомедицинских применений, например, для обнаружения метаболитов в составе пота.

Новый тип электронных нанопроволок имеет удивительное сходство с полимерными волокнами. Теперь учёные пытаются выяснить, каким способом объединить эти два эффективных продукта.

В рамках исследований, основанном на экспериментальных доказательствах, показано, как белковые нанопроволоки образуют электропроводящую сеть при введении в полимерный поливиниловый спирт. Материал допускает работу в условиях высоких температур и высокой кислотности, что обычно приводит к разрушению композита на белковой основе.


На основе информации: UMASS