OAK Rbridge, Tenn., Ngày 19 tháng 4 năm 2012 - Ranh giới giữa điện tử và sinh học đang bị xóa nhòa với phát hiện đầu tiên của các nhà nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm năng lượng sắt Oak Oak trong phòng thí nghiệm quốc gia về một loại axit amin gọi là glycine.
Một nhóm nghiên cứu đa tổ chức do Andrei Kholkin thuộc Đại học Aveiro, Bồ Đào Nha, đã sử dụng kết hợp các thí nghiệm và mô hình hóa để xác định và giải thích sự hiện diện của sắt điện, một tính chất nơi vật liệu chuyển đổi sự phân cực của chúng khi điện trường được áp dụng, trong axit amin đơn giản nhất được biết đến glycine.
Phát hiện về điện sắt mở ra những con đường mới cho các lớp mới của các thiết bị logic và bộ nhớ điện tử sinh học, trong đó chuyển mạch phân cực được sử dụng để ghi lại và truy xuất thông tin dưới dạng các lĩnh vực sắt điện, ) Sergei Kalinin.
Các nhà nghiên cứu ORNL đã phát hiện lần đầu tiên các lĩnh vực sắt điện (được xem là các sọc đỏ) trong axit amin đơn giản nhất được biết đến - glycine.
Mặc dù một số phân tử sinh học nhất định như glycine được biết đến là áp điện, một hiện tượng trong đó vật liệu phản ứng với áp suất bằng cách sản xuất điện, điện sắt là tương đối hiếm trong lĩnh vực sinh học. Do đó, các nhà khoa học vẫn chưa rõ ràng về các ứng dụng tiềm năng của vật liệu sinh học sắt điện.
Nghiên cứu này giúp mở đường cho việc xây dựng các thiết bị bộ nhớ được tạo thành từ các phân tử đã tồn tại trong cơ thể chúng ta, theo ông Kh Khkin.
Ví dụ, sử dụng khả năng chuyển đổi phân cực qua các điện trường nhỏ có thể giúp xây dựng các nanorobot có thể bơi qua máu người. Kalinin cảnh báo rằng công nghệ nano như vậy vẫn còn một chặng đường dài trong tương lai.
Rõ ràng có một con đường rất dài từ việc nghiên cứu khớp nối điện cơ ở cấp độ phân tử đến chế tạo một vật liệu nano có thể chảy trong máu, theo ông Kal Kalinin. Tuy nhiên, trừ khi bạn có cách chế tạo động cơ này và nghiên cứu nó, sẽ không có bước thứ hai và thứ ba. Phương pháp của chúng tôi có thể cung cấp một tùy chọn cho nghiên cứu định lượng và tái sản xuất chuyển đổi cơ điện này.
Nghiên cứu, được công bố trên Tài liệu chức năng nâng cao, dựa trên nghiên cứu trước đây tại ORNL, CNMS, nơi Kalinin và các công ty khác đang phát triển các công cụ mới như kính hiển vi lực piezoresponse được sử dụng trong nghiên cứu thử nghiệm glycine.
Hóa ra, kính hiển vi lực Piezoresponse hoàn toàn phù hợp để quan sát các chi tiết tinh xảo trong các hệ thống sinh học ở cấp độ nano, theo ông Kal Kalinin. Với loại kính hiển vi này, bạn có khả năng nghiên cứu chuyển động cơ điện ở cấp độ của một phân tử hoặc một số lượng nhỏ các cụm phân tử. Thang đo này chính xác là nơi những điều thú vị có thể xảy ra.
Phòng thí nghiệm Kholkin, đã phát triển các mẫu glycine tinh thể được nghiên cứu bởi nhóm của ông và nhóm kính hiển vi ORNL. Ngoài các phép đo thực nghiệm, các nhà lý thuyết nhóm nghiên cứu đã xác minh tính chất sắt điện bằng các mô phỏng động lực học phân tử giải thích các cơ chế đằng sau hành vi quan sát được.
Tái xuất bản với sự cho phép của Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge.