اولین شواهد مبنی بر وجود خواص فروالکتریک در اسیدآمینه گلیسین

با کشفی که پژوهشگران آزمایشگاه ملی اوک‌ریج انجام دادند مبنی بر وجود خواص
فروالکتریک در اسید آمینه گلیسین، مرز میان زیست شناسی و الکترونیک کم رنگ
می‌شود. یک تیم تحقیقاتی متشکل از پژوهشگرانی از موسسات مختلف به رهبری
آندره خولکین از دانشگاه آویرو از پرتقال آزمایشاتی ترتیب دادند که با
استفاده از نتایج آن و مدل‌سازی‌های مختلف می‌توان وجود خواص فروالکتریکی
را در اسیدآمینه گلیسین توضیح داد. خواص فروالکتریک یکی از ویژگی‌های ماده
است که در آن با اعمال میدان الکتریکی ماده پلاریزه می‌شود.

سرگی کالینی از دیگر محققان این پروژه می‌گوید کشف وجود خواص فروالکتریک در
این ماده می‌تواند دریچه‌ای به‌سوی مواد زیست الکتریک منطقی و حافظه‌ها
باشد. در این سیستم‌ها از سوئیچ‌های پلاریزه کننده برای ضبط اطلاعات
به‌صورت دامنه‌های فروالکتریک استفاده می‌شود.

هرچند برخی مولکول‌های زیستی نظیر گلیسین به داشتن خواص پیزوالکتریک شهره
هستند اما خواص فروالکتریکی به‌ندرت در آنها دیده شده است. بنابراین
پژوهشگران هنوز در مورد پتانسیل‌های کاربردی این زیست‌مولکول‌های
فروالکتریک ایده‌ای ندارند.

خولکین می‌گوید این تحقیقات به ما کمک می‌کند تا مسیر تازه‌ای به سوی تولید
ادوات حافظه‌ای مولکولی باز کنیم به‌طوری که امکان تولید این ادوات با
استفاده از مواد موجود در بدن فراهم شود. برای مثال توانایی استفاده از
میدان الکتریکی جهت سوئیچ پلاریزاسیون می‌تواند به ما کمک کند تا
نانوربات‌هایی بسازیم که درون خون بدن شنا کنند. البته محققان معتقد‌ند که
برای رسیدن به این هدف هنوز راه زیادی در پیش است. کالینین می‌گوید قطعا
راه درازی از مطالعه جفت کردن الکترومکانیکی در سطح مولکولی تا ساخت
نانوموتورهای شناگر در خون وجود دارد. اما تا مطالعات اولیه روی این موضوع
انجام نشود برداشتن قدم‌های بعدی امکان پذیر نخواهد بود. روش ما می‌تواند
یک انتخاب برای مطالعه این سیستم‌ها باشد.

نتایج این تحقیق در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Nanoscale Ferroelectricity in
Crystalline γ-Glycine در نشریه Advanced Functional Materials به چاپ
رسیده است. کالینین در ادامه می‌افزاید میکروسکوپ‌های نیروی پاسخ پیزو
ابزار مناسبی برای مشاهده جزئیات در سیستم‌های زیستی در مقیاس نانو هستند.
با این نوع سیستم‌ها شما قادر خواهید بود امکان حرکت را در سیستم‌های
الکترومکانیکی در سطوح تک مولکول داشته باشید، این مقیاس دقیقا جایی است که
اتفاقات جالب در آن بوقوع می‌پیوندد.

این گروه تحقیقاتی نمونه‌های بلوری از گلیسین را رشد داده‌اند، آنها علاوه
بر آزمایشات و اندازه‌گیری‌ها روی این نمونه، تئوری وجود خواص فروالکتریک
را در این نمونه‌ها با استفاده از شبیه‌سازی نشان دادند.