Massachusetts Amherstin yliopiston tieteidenvälinen tutkijaryhmä on tuottanut uuden elektronisen materiaaliluokan, joka voi johtaa "vihreään" ja kestävämpään tulevaisuuteen biolääketieteellisessä ja ympäristötutkimuksessa. Kyse on proteiinin nanolangoista.
Tutkimusjohtaja, mikrobiologi Derek Lovley ja polymeeritutkija Todd Emrick toteavat tutkimuksen osoittavan, että on mahdollista yhdistää proteiiniset nanolangat polymeerin kanssa tuottamaan joustava elektroninen komposiittimateriaali. Tämä materiaali säilyttää sähkönjohtokyvyn ja proteiininanolankojen ainutlaatuiset tunnistusominaisuudet.
Proteiinin nanolangoilla on monia etuja verrattuna piin nanolankoihin ja hiilinanoputkiin. Ne ovat biologisesti yhteensopivia, vakaita ja niitä voidaan muuntaa tunnistamaan laajan valikoimaa biomolekyylejä ja kemikaaleja, jotka ovat lääketieteen tai ympäristön kannalta kiinnostavia, toteavat tutkijat.
Nämä anturisovellukset edellyttävät kuitenkin, että proteiinin nanolangat sisällytetään joustavaan matriisiin, joka soveltuu käytettäväksi puettavassa anturissa tai muiden elektronisten laitteiden valmistukseen.
Tutkijat ovat selvitelleet proteiinisten nanolankojen biologista toimintaa vuosikymmenen ajan, mutta vasta nyt löydettiin sopivat olosuhteet niiden sekoittamiselle johtamattoman polymeerin kanssa sähköä johtavan komposiittimateriaalin tuottamiseksi.
- Lisäetuna on se, että proteiinilangat ovat todella "vihreitä" kestäviä materiaaleja. Voimme tuottaa massoittain proteiinipohjaisia nanolankoja mikrobien kasvatuksella, jota ylläpidetään uusiutuvien raaka-aineiden avulla. Perinteisempien nanohiukkasten valmistuksessa tarvitaan runsaasti energiaa ja joitakin haitallisia kemikaaleja, toteaa Lovley.
Polymeeriin upotettujen proteiininanoputkien johtavuus muuttui dramaattisesti pH:n vasteena. Lisäksi proteiinin nanolankojen rakennetta voidaan geneettisesti muunnella, mikä mahdollistaa laajamittaiset molekyylien havainnoinnit biolääketieteessä.
Sähköä johtavat proteiininanolangat ovat luonnonmukaisia mikro-organismeja, jonka Lovley löysi Potomac-joesta yli 30 vuotta sitten.
Veijo Hänninen
Nanobittejä 30.10.2018
Suojattu flash-muisti tarjoaa verkkoon liitetyille laitteille ja järjestelmille laitteistopohjaisen suojauskerroksen ja täyttää NIST SP800-193 -ohjeistuksen mukaiset häiriönsietovaatimukset. Muistipiireihin erikoistuneen Winbondin kehittämä suojattu flash-piiri on myös suoraan korvaava ja täysin yhteensopiva tavanomaisten NOR-flash-piirien kanssa.
