Бактеріородопсинмісні плівки
Бактеріородопсинмісні плівки — наноплівки, отримані із використанням пурпурових мембран галобактерій (Halobacterium Halobium), які містять бактеріородопсин. Використовуюся як компонент у біомолекулярній електроніці, біокомп'ютингу.
Модель бактеріородопсину
Молекула бактеріородопсину функціонує у ступеневому тензорно-солітонному режимі[1]. Образом цього процесу є функціонування роторного механізму. Відповідно, у математичній формі бактеріородопсинові плівки, які застосовуються для відтворення перцептрону, повинні представлятися ансамблями таких молекул для випадку біокомп'ютингу як коректно поставлена задача.
Виготовлення
Основним завданням при виготовленні бактеріородопсинмісних плівок є орієнтація мембран, що містять бактеріородопсин між гідрофільними та гідрофобними середовищами, наприклад, між водою та повітрям, як це буває в природі. Як правило, для поліпшення характеристик бактеріородопсинмісних плівок використовується кілька шарів, які висушуються в певних умовах. У 1994 році команда російських вчених уперше у світі отримала плівки з бактеріородопсином. Головний результат досягнення — орієнтування пурпурових мембран, які містять бактеріородопсин у гідрофобних та гідрофільних середовищах[2].
Характеристики
Термін експлуатації
В даний час такі плівки використовуються в основному для досліджень та експериментів у лабораторних умовах. Однією з причин є порівняно невеликий термін їхньої експлуатації, який коливається від декількох днів до одного року[3].
Найкращі показники досягаються під час виготовлення плівок на основі желатину. Це дозволяє досягти високої концентрації бактеріородопсину (до 50 %), уникнути агрегації фрагментів мембран та руйнування білка бактеріородопсину в процесі виготовлення. Вбудовані в желатинову матрицю фрагменти пурпурових мембран довговічні (біля годин) і стійкі до впливу багатьох факторів як при виготовленні, так і в процесі експлуатації (коливання температури, інтенсивна дія світлом за допомогою лазера)[4].
Щільність елементів
На основі технології виробництва бактеріородопсинмісних плівок вченими було сконструйовано фоторецептор зі структурою / бактеріородопсин / електроліт. Як правило, при функціонуванні на електрод / бактеріородопсин подається напруга від 0 до -0,7 В. Такий фоторецептор реагує на зміну інтенсивності світла, але не на інтенсивність саму по собі.
Фоторецептор складається з 64 осередків (пікселів) і має розміри 2,5×2,5 мм. Щоб відобразити образи, що виникають на такому фоторецепторі, слабкий струм від елементів (3-10 нА) посилюється в напрузі від 1 до 10 В і подається на світловипромінюючі діоди.