In natuurlijke systemen, elektronenstroom wordt gemedieerd door eiwitten die donor- en acceptormoleculen met grote precisie ruimtelijk organiseren. Het bereiken van deze begeleide, directionele informatiestroom is een wenselijke functie in fotovoltaïsche media. Onderzoekers in de Nanobio Interfaces Group van het Center for Nanoscale Materials, Argonne Nationaal Laboratorium, hebben zelf-geassembleerde peptidematerialen ontworpen die meerdere elektronische componenten organiseren die in staat zijn om foto-geïnduceerde ladingsscheiding uit te voeren.

Dit is het eerste voorbeeld van een complex peptide dat is samengesteld uit eenvoudige uitgangsprecursoren om een ​​georganiseerde, en functioneel, kleurstofgevoelig halfgeleidend materiaal. Peptiden die zichzelf tot vezels assembleren, vormen een basis om een ​​Zn-metalloporfyrine (ZnP) te binden en om titania (TiO ₂ ). Ladingsscheiding geïnduceerd door excitatie van het ZnP werd gemedieerd door de peptideassemblagestructuur. De mate van ladingsscheiding kan voortreffelijk worden geregeld door variaties in de peptidesequentie.

Twee peptiden, c16-AHL3K3-CO2H en c16-AHL3K9-CO2H, zelf-assembleren tot vezels en zorgen voor een steiger die in staat is een metalloporfyrine te binden via axiale ligatie van histidine en TiO te mineraliseren ₂ op het lysinerijke oppervlak van de resulterende vezelachtige structuren. Elektronenparamagnetische resonantiestudies van dit zelf-geassembleerde materiaal onder continue lichtexcitatie demonstreren ladingsscheiding geïnduceerd door excitatie van het metalloporfyrine en gemedieerd door de peptideassemblagestructuur. Deze benadering van kleurstofgevoelige halfgeleidende materialen biedt een middel om het kleurstofmolecuul ruimtelijk te controleren met betrekking tot het halfgeleidende materiaal door zorgvuldig, strategisch peptideontwerp. Dit is het eerste voorbeeld van een complex peptidemateriaal dat is samengesteld uit eenvoudige uitgangsprecursoren om een ​​georganiseerde, en functioneel, kleurstofgevoelig halfgeleidend materiaal.