I FET Open-projektet ENABLED, TU Graz proteindesigner Gustav Oberdorfer arbetar tillsammans med forskare från Spanien och Italien på miljövänliga och billiga lysdioder.

Grunden för denna vision läggs vid Institutet för biokemi vid Graz tekniska universitet, där Gustav Oberdorfer och hans team designar proteiner med hjälp av simuleringsprogram.

"För detta projekt, vi analyserar fluorescerande proteinstrukturer från naturen och testar hur vi behöver modifiera dem så att de binder olika fluorescerande organiska molekyler, " förklarar Oberdorfer.

Lysdioder avger kortvågigt blått ljus som sedan absorberas av ett lager av oorganiskt ljusmaterial och omvandlas till ljus med längre våglängd. Hela spektrumet resulterar sedan i det vita ljuset som vi uppfattar det.

Oberdorfer utvecklade idén till projektet tillsammans med samarbetspartners från Spanien och Italien som arbetade med ämnet oberoende av varandra och kunde nå lovande framgångar.

Miljövänlig LED-beläggning

Rubén Costa från Madrid Institute for Advanced Studies (IMDEA) utvecklade en stabil organisk LED-beläggning som ett alternativ till konventionella LED-beläggningar, som vanligtvis består av problematiska sällsynta jordartsmetaller. Blandningen består av organiska polymerer där han och hans team lyckades bädda in fluorescerande proteiner. Dessa fluorescerande proteiner finns i marina organismer och används av dem som en ljuskälla för jakt, kommunikation och självskydd.

Ljusstyrkan som kan uppnås med sådana anordningar är dock fortfarande för låg för att använda dem i lampor som lyser upp hela rum.

Organiska färgämnen med god ljusavgivande effektivitet

Forskare vid Institutionen för kemi vid universitetet i Turin under ledning av Claudia Barolo sysslar i sin tur med syntesen av organiska färgämnen som har en god ljusemitterande effektivitet och som används i organiska lysdioder (OLED).

Dock, många av dessa färgämnen är dyra och komplicerade att syntetisera. Som en del av FET Open-projektet, Barolo och hennes team letar nu efter ett lämpligt färgämne som kan tillverkas med minimal ansträngning och som kan modifieras så att det kan införlivas i proteiner som en artificiell aminosyra.

FET Open project ENABLED kombinerar det bästa från alla undersektorer

FET Open-projektet ENABLED samlar nu framgångarna för alla grupper. Målet är att använda bakterier för att utveckla helt nya artificiella fluorescerande proteiner. För detta ändamål, Graz biokemisterna simulerar först tusentals olika hypotetiska proteiner som ska binda specifikt till de syntetiska färgämnena.

En handfull av dessa proteiner - nämligen de som ligger närmast strukturen hos naturligt fluorescerande proteiner - ordnas sedan som syntetiska DNA-konstruktioner. Nästa steg är att undersöka om dessa proteiner verkligen binder de färgämnen som de är designade för. Så snart detta är bekräftat, dessa nya, artificiella fluorescerande proteiner kommer att integreras i polymermatrisen och testas för deras lämplighet med avseende på bio-LED.

"Planen är att vi ska "skörda" proteinerna från bakteriecellen, med andra ord, vi kommer att kunna odla en del av ljuskällorna, sade Oberdorfer, hoppas på ett principbevis i slutet av projektet om fyra år.