微生物蛋白质导线中的量子辅助电子传输跨越宏观距离
摘要：多细胞电缆细菌通过细胞包被中嵌入的蛋白质纤维网络，展示了一种异常的生物传导形式，通过厘米级的距离引导电流。这种纤维的电导率属于生物材料中最高的，为新的生物电子技术提供了有希望的前景，但电子传输的基本机制仍然不清楚。在这里，我们使用详细的电特性表征，甚至在低温下也进行了研究，揭示出这些细菌蛋白质导线中的远程传导基于一种独特的量子辅助多步跳跃。在室温附近的电导表现出热活化行为，但激活能较低，表明跨电荷载流子位点的相当大的分散共享有助于高导电性。在低温下，电导几乎不依赖于温度，这表明量子振动与电荷传输相耦合。我们的结果表明，量子效应可以在宏观尺度上在生物系统中显现出来。
作者：Jasper R. van der Veen, Silvia Hidalgo Martinez, Albert Wieland, Matteo De Pellegrin, Rick Verweij, Yaroslav M. Blanter, Herre S.J. van der Zant and Filip J.R. Meysman
论文ID：2308.09560
分类：Biological Physics
分类简称：physics.bio-ph
提交时间：2023-08-21