Silic, một nguyên tố bán dẫn là bền tảng của hầu hết công nghệ hiện đại bao gồm điện thoại di động và máy tính. Nhưng theo các nhà nghiên cứu tại Đại học Tal Aviv, vật liệu này đang nhanh chóng trở nên lỗi thời trong ngành công nghiệp sản xuất các sản phẩm nhỏ chưa từng có ít gây hại cho môi trường. Hiện tại, nhóm nghiên cứu đã kết hợp các kỹ thuật hiện đại từ nhiều lĩnh vực khoa học khác nhau để chế tạo các bóng bán dẫn dựa vào protein - các chất bán dẫn đã được sử dụng để cấp điện cho các thiết bị điện tử - từ các vật liệu hữu cơ trong cơ thể người. Các bóng bán dẫn này là nền tảng của các công nghệ nano thế hệ mới vừa linh hoạt lại vừa có khả năng phân hủy sinh học. Nhờ có các protein từ máu, sữa và dịch nhầy có khả năng tự kết hợp thành một màng bán dẫn, các nhà nghiên cứu đã thành công trong việc thực hiện bước đi đầu tiên hướng tới các màn hình phân hủy sinh học và đặt mục tiêu sử dụng phương pháp này để chế tạo toàn bộ thiết bị điện tử. Nghiên cứu này được đăng tải trên Tạp chí Nano Letters và Advanced Materials, mới đây đã được nhận giải bạc tại lễ trao giải tưởng cho nghiên cứu sinh của Hội Nghiên cứu vật liệu ở Boston, MA. Một trong những thách thức sử dụng silic làm chất bán dẫn là bóng bán dẫn cần được chế tạo nhờ cách tiếp cận “từ trên xuống”. Các nhà sản xuất bắt đầu bằng một dải silic và khắc thành hình dạng cần có như nghệ thuật khắc trên đá. Phương pháp này hạn chế khả năng của các bóng bán dẫn do vấp phải các yếu tố như kích cỡ và độ linh hoạt.

Các nhà nghiên cứu đã chuyển sang cách tiếp cận sinh hóa để chế tạo bóng bán dẫn lý tưởng. Họ đã tiến hành nhiều kiểu kết hợp của các protein từ máu, sữa và dịch nhầy với bất cứ vật liệu nền nào, thì các phân tử tự kết hợp để tạo thành màng bán dẫn kích thước nano. Ví dụ, trong trường hợp của protein từ máu, màng có chiều cao gần 4 nanomet. Theo Mentovich, công nghệ hiện đang được áp dụng tạo ra màng cao 18 nanomet.

Ba loại protein khác nhau tạo thành một mạch hoàn chỉnh có công suất điện quang. Protein từ máu có khả năng hấp thu oxy cho phép “kích thích” các chất bán dẫn chứa các hóa chất đặc trưng để có được các đặc tính công nghệ cụ thể. Protein từ sữa có tiếng về độ bền trong các môi trường khắc nghiệt, tạo thành sợi là các yếu tố cấu thành bóng bán dẫn trong khi các protein từ dịch nhầy có khả năng giữ cho các thuốc nhuộm huỳnh quang có màu đỏ, xanh lá cây và xanh da trời không dính vào nhau, đồng thời phát ra ánh sáng trắng cần cho quang học hiện đại. Nhìn chung, các khả năng tự nhiên của mỗi protein mang lại cho các nhà nghiên cứu khả năng “kiểm soát duy nhất” đối với bóng bán dẫn hữu cơ , cho phép điều chỉnh tính dẫn, khả năng lưu trữ của bộ nhớ và phát huỳnh quang trong số các đặc trưng khác. Mentovich nhấn mạnh: Công nghệ hiện đang được chuyển đổi từ kỷ nguyên silic sang kỷ nguyên cacbon và loại bóng bán dẫn này có thể giữ vai trò to lớn. Các bóng bán dẫn được chế tạo từ các protein này sẽ lý tưởng khi sử dụng cho các thiết bị nhỏ gọn, linh hoạt được làm từ nhựa hơn là silic tồn tại dưới dạng lát sẽ vỡ tan giống như thủy tinh khi được bẻ. Bước đột phá mới có thể dẫn tới các công nghệ mới hiện đại như màn hình, điện thoại di động, cảm biến sinh học và chíp vi xử lý. Nghiên cứu có ý nghĩa to lớn vì các nhà nghiên cứu đang sử dụng các protein tự nhiên để chế tạo các bóng bán dẫn nên các sản phẩm tạo thành sẽ phân hủy sinh học. Đây là công nghệ thân thiện hơn với môi trường giải quyết vấn đề chất thải điện tử đang tràn ngập các bãi chôn lấp trên toàn thế giới.