Kimiawan menggunakan protein sintetik untuk menghasilkan titik-titik kuantum pada suhu kamar

Para peneliti di AS telah menciptakan titik-titik kuantum menggunakan reaksi biokimia suhu kamar yang dikatalisis oleh protein sintetik. Dikembangkan oleh Leah Spangler, Michael Hecht dan rekan-rekannya di Universitas Princeton, teknik ini dapat menghasilkan metode yang lebih berkelanjutan untuk membuat titik-titik kuantum pada skala industri.

Quantum dots adalah nanocrystals dari bahan semikonduktor yang memiliki sifat kuantum berguna yang berada di antara bahan curah dan atom individual. Dengan aplikasi menarik termasuk sel surya, tampilan LED, dan teknologi kuantum, penelitian titik-titik kuantum adalah topik hangat. Namun, pembuatan struktur semikonduktor kecil ini seringkali membutuhkan suhu tinggi dan pelarut beracun – jadi para peneliti sedang mencari cara untuk membuat titik-titik kuantum yang lebih ramah lingkungan.

Dalam studi tersebut, tim menyelidiki bagaimana titik-titik kuantum dapat dibuat menggunakan reaksi biokimia yang disetel dengan halus yang melibatkan protein yang tidak ada secara alami dalam sistem biologis. Sebaliknya, protein dibuat di laboratorium dengan menggabungkan asam amino alami.

Membuat logam aman

Protein itu disebut Construct K (ConK) dan pertama kali disintesis pada tahun 2016. Pekerjaan sebelumnya telah menunjukkan bahwa ConK memungkinkan Dan Coli bakteri untuk bertahan hidup dari konsentrasi racun tembaga. Meskipun mekanisme kimia yang meningkatkan kelangsungan hidup bakteri tidak sepenuhnya dipahami, para ilmuwan menduga bahwa itu melibatkan proses katalisis yang menyebabkan atom logam mengikat molekul – membuat atom menjadi kurang beracun. Di alam, proses serupa dicapai oleh protein alami yang ditemukan pada beberapa jenis bakteri yang dapat hidup dalam konsentrasi logam yang tinggi.

Quantum dot sering dibuat dari senyawa semikonduktor seperti kadmium sulfida – yang termasuk kadmium logam beracun. Akibatnya, Hecht dan rekannya memprediksi bahwa ConK dapat digunakan dalam sintesis titik-titik kuantum kadmium sulfida. Tim menemukan bahwa ConK mampu mengkatalisasi pemecahan asam amino sistein, menciptakan produk sampingan termasuk hidrogen sulfida. Senyawa ini kemudian dapat bereaksi dengan kadmium untuk membuat nanokristal kadmium sulfida.

Quantum dot array dapat membuat sakelar energi ultra rendah

Jika dibandingkan dengan protein alami, tim Hecht menemukan bahwa pendekatan barunya memiliki dua keunggulan utama yang terkait dengan pertumbuhan nanokristal yang lebih lambat saat dibuat menggunakan ConK. Satu keuntungan adalah bahwa nanocrystals kadmium sulfida dibuat sebagian besar dengan struktur kristal yang sama, bukan dengan campuran dua struktur kristal yang berbeda. Yang kedua adalah bahwa kristal nano stabil pada ukuran kira-kira 3 nm, meskipun dalam bentuk yang sedikit tidak beraturan.

“Kuantum dot yang kami buat belum berkualitas bagus, tapi itu bisa diperbaiki dengan menyetel sintesisnya,” kata Spangler. “Kami dapat mencapai kualitas yang lebih baik dengan merekayasa protein untuk memengaruhi pembentukan titik kuantum dengan cara yang berbeda.”

Di masa depan, mereka berharap teknik ini dapat mengarah pada pembuatan skala industri titik-titik kuantum yang stabil dan berkualitas tinggi pada suhu kamar – memastikan masa depan yang lebih berkelanjutan untuk industri titik kuantum yang berkembang pesat.

Penelitian tersebut dijelaskan dalam Prosiding National Academy of Sciences.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• Platoblockchain. Intelijen Metaverse Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/chemists-use-synthetic-protein-to-produce-quantum-dots-at-room-temperature/