För ett år sedan visade Mahiar Hamedi upp elektroniska textil­fibrer.

Nu har Linköpingsforskaren tillsammans med Anna Herland utvecklat något ännu mer exotiskt: elektroniska proteiner.

Mahiar Hamedi och Anna Herland har fått trådar av protein att växa fram av sig själva. De har sedan fått en polymer, på vanlig svenska plast, att fästa vid proteinet som ett tunt hölje.


Bättre än koppar? Bilden föreställer en lång proteintråd täckt med elektriskt ledande plast. Trådens tjocklek är tio miljondels millimeter.

Resultatet är en elektriskt ledande tråd som är extremt smal. Trådens tjocklek är tio nanometer. Tio nanometer motsvarar några tiotal atomer i rad, så det är en extremt tunn tråd. Detaljerna på vanliga processorer tillverkade med den senaste tekniken är 45 nanometer.

Så här har vi en extremt tunn elektriskt ledande tråd som tillverkar sig själv. Vad kan vi ha den till?

– Jag tänkte inte så mycket på praktiska tillämpningar, säger Mahiar Hamedi, som numera kan kalla sig teknologie doktor efter att framgångsrikt ha försvarat sin doktorsavhandling.
– Det här är rätt mycket ”on the edge”.

Han tror inte att tekniken inom överskådlig framtid kommer att användas i vanlig elektronik.

– Medicinska tillämpningar kanske ligger närmare i tid. Man kan tänka sig kopplingar till nerver. Proteser är en möjlighet.

Att styra proteser med impulser från nervsystemet är något som läkare har experimenterat med i många år, och också lyckats med. Problemet är övergången mellan de elektrokemiska impulserna i nervsystemet och de rent elektriska impulserna i elektroniken.

Om man kan ersätta metalltrådar med protein blir det enklare att få kroppen att acceptera anslutningen.

Mahiar Hamedis och Anna Herlands elektriskt ledande proteintrådar är ett av många resultat av Linköpings universitets satsning på organisk elektronik.

Linköpingsforskaren Olle Inganäs var tidigt framgångsrik i utvecklingen av elektriskt ledande polymerer. I dag har vi organiska lysdioder på mobiltelefoner och mp3-spelare, till och med tv-skärmar gjorda av organiska lysdioder, men för tio femton år sedan var det fortfarande spetsforskning.

Organiska material, alltså molekyler som innehåller kolatomer, leder normalt inte elektrisk ström, men genom att tillsätta noga valda atomer kan man få dem att bete sig både som elektriska ledare och som halvledare.

Organiska material som plast har vissa fördelar jämfört med kisel. Ett är att materialet kan sprut­-
målas, vilket är enklare än den etsning som man använder när man framställer kiselkretsar.

Kretsar av organiska polymerer kan framställas med ett slags bläckstråleskrivare.

Som underlag kan man använda böjliga material som plast och papper. Materialet är formbart och böjligt.

De tv-apparater som använder organiska lysdioder, oled, för att återge bilden är, i princip, mycket enklare att tillverka än vanliga platt-tv.

Att sådana tv-apparater fortfa­-rande är mycket dyra beror på att tekniken är ny och apparaterna tillverkas i korta serier.

Elektroniska proteiner kan tillföra ytterligare en nivå av flexibilitet.

Eftersom de växer fram kan de själva hitta sin form.
Det är fullt möjligt att få proteinerna att organisera sig i tre­dimensionella mönster, vilket skulle förenkla kretskonstruktionen radikalt.

I en tredimensionell struktur är det ju inget problem om två linjer korsar varandra.

– Jag vill göra elektronik som bygger sig själv, säger Mahiar Hamedi.

– Nästa steg är att bygga en transistor av proteintrådar.

På längre sikt tänker Mahiar Hamedi sig att man kan skapa stora system som bygger sig själva.

– Kanske finns det ett sätt att bygga en enkel krets som sedan gör miljarder kopior av sig själv.

Fakta

Utvecklingen av elektroniska proteiner har gjorts av Anna Herland och Mahiar Hamedi på Linköpings universitet. Den beskrivs i Mahiar Hamedis doktorsavhandling ”Organic electronics on micro and nano fibers”, som han framgångsrikt försvarade den 21 november.

Elektroniska proteintrådar kan tillverkas i vanliga provrör. Man behöver ett slags proteintrådar som kallas för amyloidfibrer och en polymer, pedot-s, som leder ström. De blandas i en vattenlösning och då fäster polymeren vid proteintrådarna och bildar en hinna som bara är några atomer tjock.

Det går också att få molekylerna att forma strukturer enligt önskemål, vilket kan användas för att skapa tredimensionella kretsar.