Учёные создали искусственные белки для безопасного хранения энергии
Испанские исследователи совершили значительный шаг в развитии экологически чистой энергетики и биоэлектроники, создав искусственные белки, способные транспортировать и накапливать электрическую энергию. Эта разработка открывает путь к созданию нового поколения устойчивых и биосовместимых проводящих материалов. Работа была проведена специалистами из CIC biomaGUNE в сотрудничестве с партнерами из BCMaterials и CIC energiGUNE.
Ключевое преимущество этой белковой технологии заключается в её безопасности и устойчивости. В будущем такие проводящие белки могут заменить традиционные, зачастую токсичные материалы, используемые сегодня в аккумуляторах и суперконденсаторах. Искусственные белки были созданы в лаборатории с использованием модульного подхода. Они состоят из небольших повторяющихся молекулярных единиц, которые, подобно кирпичикам LEGO, последовательно собираются в более крупную, высокоупорядоченную и стабильную структуру. Эта модульность позволяет исследователям легко наделять материал специфическими функциями, такими как эффективная ионная проводимость.
Для достижения проводящих свойств учёные применили целенаправленный биологический метод, генетически модифицируя ДНК, которая содержит инструкции по производству белка. Это изменение генетического кода позволило перепроектировать конечный белок, наделив его способностью к успешному перемещению электрического заряда. Как пояснили разработчики, внесённые в белок изменения облегчили движение ионов внутри материала, и благодаря этому свойству ионной проводимости белки были успешно интегрированы в устройство для накопления энергии, способное очень быстро сохранять и высвобождать энергию.
Врождённая биосовместимость этих белков делает их гораздо более безопасными для человеческого организма по сравнению с существующими электронными компонентами из металлов или кремния, которые могут вызывать раздражение и повреждение тканей. Новая технология может найти применение в создании медицинских имплантатов следующего поколения, таких как кардиостимуляторы, имплантируемые датчики глюкозы и мозговые электроды для лечения неврологических заболеваний. В перспективе даже портативная электроника, например телефоны и фитнес-трекеры, может работать от энергии, запасённой в биоразлагаемых, экологически безопасных материалах.
Результаты исследования были опубликованы в научном журнале .