Важнейшие результаты 2025

Методами силовой микроскопии пьезоотклика были изучены свойства новых пьезоэлектрических материалов, полученных на основе дипептидов Phe-Leu и Leu-Phe

Авторы: А.С. Морозова1, Е.О. Кудрявцева1, С.А. Зиганшина1, Н.В. Курбатова1, М.А. Зиганшин2, 3, А.А. Бухараев1, 3

1 Казанский физико-технический институт им. Е.К.Завойского ФИЦ КазНЦ РАН
2 Химический институт им. А.М.Бутлерова Казанского федерального университета
3 Академия наук Республики Татарстан

Короткоцепные олигопептиды являются перспективными соединениями для разработки биосовместимых органических пьезоэлектрических материалов с использованием стратегии супрамолекулярной химии. Разнообразие аминокислот, доступных человечеству, позволяет конструировать и тонко настраивать множество пьезоэлектрических материалов для различных технологий, включая биомедицину и зелёную энергетику. Однако до настоящего времени пьезоэлектрические свойства таких объектов остаются практически неизученными.

Впервые исследованы микро- и нанокристаллы дипептидов L-фенилаланил-L-лейцин (PheLeu) и L-лейцил-L-фенилаланин (LeuPhe) с помощью. атомно-силового микроскопа (АСМ), в режиме силовой микроскопии пьезоотклика Рассчитаны эффективные пьезоэлектрические коэффициенты для вертикальных и латеральных перемещений, рис. 1. Из графика зависимости вертикального/латерального пьезоотклика от прикладываемого переменного напряжения было вычислено значение эффективного пьезоэлектрического коэффициента как углового коэффициента линейного уравнения, полученного аппроксимацией зависимости: для кристалла PheLeu 71 пм/В для вертикального и -73 пм/В для латерального смещения, рис. 1а-в; для кристалла LeuPhe 89 пм/В для вертикального и -19 пм/В для латерального смещения, рис. 1г-е.

2025-5.jpg

Рис. 1. АСМ-изображения кристаллов (а, г) Phe-Leu и Leu-Phe, корреляции вертикальных (б, д) и боковых (в, е) смещений зонда с приложенным напряжением. Перпендикулярные линии показывают стандартное отклонение измерений.

Также, предложены методы формирования аморфных плёнок и выращивания кристаллов этих дипептидов требуемого размера. Полученные данные могут быть полезны для разработки пьезоэлектрических устройств на основе дипептидных кристаллов.

Исследования проводились в рамках государственного задания ФИЦ КазНЦ РАН.

Публикация:
New piezoelectric materials based on Phe-Leu and Leu-Phe dipeptides / A. S. Morozova, E. O. Kudryavtseva, S. A. Ziganshina, N.V. Kurbatova M. A. Ziganshin, A. A. Bukharaev // Applied Materials Today. – 2025 – Vol. 42. DOI: 10.1016/j.apmt.2024.10256

Приоритетное направление ПФНИ: 1.3.2.2 Структурные исследования конденсированных сред, связь структуры и свойств


Возврат к списку