二维丝蛋白
材料科学
2024-01-24 v1
摘要
在半导体、金属和氧化物上形成丝蛋白薄膜或作为自支撑膜的能力，推动了对基于丝蛋白的电子、光学和生物医学器件的研究。然而，天然丝蛋白固有的无序性限制了器件性能。在此，我们报告了在范德瓦尔斯固体上制备高度有序的二维（2D）丝素蛋白（SF）层。利用原位原子力显微镜、基于同步辐射的红外光谱和分子动力学模拟，我们对组装过程建立了机理性的理解。我们表明，这些薄膜由与底层晶格具有外延关系的片晶组成，并且SF分子呈现出与天然形式微晶中相同的Beta-折叠二级结构。通过增加SF浓度，多层膜通过逐层生长形成，要么沿着经典路径（SF分子直接组装成片晶），要么在足够高的浓度下，沿着一个两步路径，从形成无序单层开始，随后转变为结晶相。开尔文探针测量表明，这些2D SF层显著改变了表面电势。此外，在石墨和MoS2上组装二维丝蛋白的能力表明，它可能为在范德瓦尔斯固体上构建基于丝蛋白的电子器件提供一个通用平台。
引用
@article{arxiv.2401.12400,
title = {Two-dimensional silk},
author = {Chenyang Shi and Marlo Zorman and Xiao Zhao and Miquel B. Salmeron and Jim Pfaendtner and Xiang Yang Liu and Shuai Zhang and James De Yoreo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.12400},
year = {2024}
}