作者:刘霞 来源:科技日报 发布时间:2022/12/19 10:41:14
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人造蛋白催化室温下生成稳定量子点
或带来更可持续方式制造纳米材料

 

科技日报讯 (记者刘霞)美国普林斯顿大学研究人员在最新一期《美国国家科学院院刊》上发表论文称,他们首次利用实验室合成的蛋白质,在室温下制造出了硫化镉(CdS)量子点,这些纳米材料可广泛应用于从发光二极管显示屏到太阳能电池板等诸多领域,这一成果有助以更可持续的方式制造纳米材料。

研究负责人之一、化学教授迈克尔·赫克特解释称,量子点通常在高温、有毒环境中制造而成,且需昂贵溶剂。在最新研究中,他们首次借助人造蛋白作为催化剂,以水作为溶剂,在室温下得到了稳定的量子点。

赫克特团队使用蛋白ConK来催化反应。2016年,研究人员首次从一个大型蛋白质组合库中分离出ConK,尽管它仍由天然氨基酸组成,但其序列与天然蛋白大相径庭。在最新研究中,ConK将半胱氨酸分解成几种产物,包括硫化氢。硫化氢充当活性硫源,并与金属镉发生反应,使他们最终得到了CdS量子点。

研究人员表示,量子点“体型娇小”,拥有非常有趣的光学特性。它们易于吸收光,并将光转化为化学能,因此可用于制造太阳能电池板或光电传感器;它们还能发射特定波长的光,适合制作发光二极管显示屏;而且它们由约100个原子组成,直径仅为2纳米,所以能穿透一些生物屏障,有望在医学和生物成像领域大显身手。

研究人员称,最新制造过程还可调整纳米粒子的大小,这决定量子点发出光线的颜色,为标记生物系统中的分子提供了可能,比如在体内对癌细胞进行标记。

不过,研究人员也指出,最新方法研制出的量子点质量还不高,但可通过调整合成方式提高质量。例如对蛋白质进行工程设计,让其能以不同方式影响量子点的形成,从而提高量子点的质量。

 
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