Les protéines fluorescentes, en particulier la protéine fluorescente verte (GFP), peuvent agir comme l'élément sensible à la lumière qui transmet les événements à des transducteurs électriquement conducteurs, tels que les nanotubes de carbone à paroi unique (SWCNT) et le graphène. La conductance et les propriétés optiques des SWCNT les rendent particulièrement utiles pour générer des systèmes bionanohybrides actifs, d'autant plus que leurs propriétés inhérentes peuvent être modifiées par des modifications chimiques.

Dans des recherches récentes, des protéines optiquement actives ont été utilisées pour moduler la conductance à travers un transistor SWCNT individuel. L'équipe de recherche, qui comprend des scientifiques du Royaume-Uni, de Russie et de Serbie, vient de publier les résultats dans la revue Advanced Functional Materials .

Les chercheurs ont utilisé la chimie de l'azide de phényle (azF) codé génétiquement pour photo-lier directement la GFP à un transistor à nanotube de carbone. Deux variantes différentes de GFP avec azF à deux positions différentes - près du chromophore et plus loin du chromophore - ont été utilisées pour contrôler le site de fixation.

La puce électronique est basée sur des nanotubes de carbone individuels avec une chiralité connue pour explorer ses propriétés optoélectroniques en présence d'un nombre dénombrable de protéines fluorescentes. La modulation de la conductivité dans un transistor à nanotubes de carbone modifié est sélective et n'est possible que lorsque la structure est irradiée avec de la lumière à une longueur d'onde spécifique correspondant à l'absorption maximale du chromophore dans une protéine fluorescente.

Le Dr Ivan Bobrinetsliy, chercheur principal à l'Institut Biosense, a déclaré que le résultat le plus excitant est que "le site de fixation de la GFP dicte les propriétés de modulation d'un nanotube de carbone".

"Ce qui cause ces différents effets, ce sont les différentes voies de transfert de charge disponibles pour le GFP entre le chromophore et le nanotube de carbone, en particulier le chemin de retour à l'état sombre."

L'un des principaux auteurs, Nikita Nekrasov, titulaire d'un doctorat. étudiant du MIET, a déclaré "La recherche a démontré la découverte fondamentale de [la] capacité des molécules biologiques à manipuler les propriétés électroniques des nanotubes de carbone en raison du changement de [leur] position relative. Les interfaces bio-optoélectroniques avec les nanotubes de carbone sont prometteuses pour la fabrication des phototransistors économes en énergie pour construire des circuits intégrés photoniques "verts".

Ces résultats ouvrent la voie au développement de nouvelles optoélectroniques moléculaires, de biocapteurs et d'éléments photovoltaïques. L'utilisation d'un multiréseau de transistors à nanotubes de carbone avec diverses protéines codées génétiquement permet de concevoir des éléments optoélectroniques miniatures à spectre complet.

In addition to the design of single-molecule electronic and photonic devices, the usage of optical methods for carbon nanotube modification is highly scalable and can become the basis for biodegradable and environmentally friendly solar cells and optoelectronic memory production for photonic integrated circuits. + Explorer plus loin

Researchers use electron microscope to turn nanotube into tiny transistor