微生物蛋白导线中跨宏观距离的量子辅助电子传输
生物物理
2023-08-21 v1
摘要
多细胞电缆细菌展现出一种特殊的生物导电形式，通过嵌入细胞包被中的规则蛋白纤维网络，将电流在厘米尺度上传导。该纤维的电导率在生物材料中属于最高纪录，为新型生物电子技术提供了广阔前景，但潜在的电子传输机制仍不清楚。在此，我们进行了低至低温的精细电学表征，揭示这些细菌蛋白导线中的长程导电基于一种独特的量子辅助多步跳跃机制。近室温下的电导呈现热激活行为，但活化能较低，表明载流子位点间显著的离域化有助于高电导率。在低温下，电导几乎与温度无关，从而表明量子振动与电荷传输相耦合。我们的结果表明，量子效应可在宏观尺度上于生物系统中显现。
引用
@article{arxiv.2308.09560,
title = {Quantum-assisted electron transport in microbial protein wires across macroscopic distances},
author = {Jasper R. van der Veen and Silvia Hidalgo Martinez and Albert Wieland and Matteo De Pellegrin and Rick Verweij and Yaroslav M. Blanter and Herre S. J. van der Zant and Filip J. R. Meysman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.09560},
year = {2023}
}
备注
The manuscript contains 2967 words, 15 pages, 3 figures and 49 references