А.И. Лоскутов - к.х.н., доцент, Московский государственный технологический университет «Станкин». Е-mail: ailoskutov@yandex.ru А.М. Мандель - к.ф-м.н., профессор, Московский государственный технологический университет «Станкин». E-mail: arkadimandel@mail.ru В.Б. Ошурко - д.ф-м.н., профессор, зав. кафедрой, Московский государственный технологический университет «Станкин». E-mail: vbo08@yandex.ru В.С. Веретин - к.ф.-м.н., доцент, Российский экономический университет им. Г.В. Плеханова (Москва). E-mail: ilavvsse@mail.ru Г.И. Соломахо - к.ф-м.н., профессор, Московский государственный технологический университет «Станкин». E-mail: solgeo@mail.ru Н.В. Кошелева - аспирант, Московский государственный технологический университет «Станкин». E-mail: n.kosheleva1990@gmail.com К.Г. Соломахо - аспирант, Московский государственный технологический университет «Станкин». E-mail: kirgeosol@gmail.com С.А. Егоров - студент, Московский государственный технологический университет «Станкин». E-mail: sergey_95l@mail.com

Исследованы процессы кристаллизации дипептида (ДПТ) (HCOO?(CH2)2-CO-Glu-Lys-NH?(CH2)6-NH-Lys-Glu-CO?(CH2)2) из его водных коллоидных дисперсий на поверхностях монокристаллического графита, слюды и пленок золота, структура и электрофизические свойства образующихся твердофазных слоев. Установлено, что структура и морфология слоев существенно зависят от природы интерфейсов ДПТ- подложка и суммарного заряда молекулы ДПТ. На вольт-амперных характеристиках (ВАХ) слоев ДПТ обнаружен гистерезис, который обусловлен биполярным резистивным переключением (мемристорным эффектом). Отмечено, что при изменении рН коллоидного раствора меняется суммарный заряд молекулы ДПТ, природа химической связи в твердых слоях и характер гистерезиса ВАХ. Предположено, что мемристорный эффект в слоях ДПТ в одном случае обусловлен переносом носителей заряда через ловушки в запрещенной зоне, а в другом - поляризацией диэлектрических слоев ДПТ. Получены результаты, которые показывают, что независимо от конкретного механизма возникновения гистерезиса ВАХ исследованный ДПТ можно рассматривать в качестве перспективного материала мемристорной электроники.

 

1. Linn E., Rosezin R., Kugeler C., Waser R. Complementary resistive switches forpassive nanocrossbar memories // Nat. Mater. 2010. № 5. Р. 403‒406.
2. Waser R., Aono M. Nanoionics-based resistive switching memories // Nat.Mater. 2007. № 6. P. 833‒840.
3. Meng F., Jiang L., Zheng K., Goh C.F., Lim S., Hng H.H., Freddy B., Chen X.Protein-based memristive nanodevices // Small. 2011. № 7. P. 3016‒3020.
4. Meng F., Sana B., Li Y., Liu Y., Lim S., Chen X. Bioengineered tunable memristorbased on protein nanocage // Small. 2014. № 10. P. 277‒283.
5. Mukherjee C., Hota M.K., Naskar D., Kundu S.C., Maiti C.K. Resistive switchingin natural silk fibroin protein-based bio-memristors // Phys. Status Solidi A. 2013. № 210.P. 1797‒1805.
6. Bag A., Hota M.K., Mallik S., Maiti C.K. Bipolar resistive switching in different plant and animal proteins // In: IEEE 21st International Symposium on the Physical and Failure Analysis of Integrated Circuits (IPFA). 2014. P. 203‒206.
7. Brorsson, A.C., Kumita, J.R., MacLeod, I., Bolognesi, B., Speretta, E., Luheshi, L.M., Knowles, T.P.J., Dobson, C.M., Crowther, D.C. Methods and models in neurodegenerative and systemic protein aggregation diseases // Front. Biosci. 2010. № 15. P. 373‒396.
8. Knowles T.P.J., Buehler, M.J. Nanomechanics of functional and pathological amyloid materials // Nature Nanotechnol., 2011. № 6. P. 469‒479.
9. Lerner E.J. Biomimetic nanotechnology: researchers mimic biology to form nanoscale devices // The Industrial Physicist. 2004. № 10. P. 16‒19.
10. Dahl J.A., Maddux B.L.S, Hutchison J.E. Toward greener nanosynthesis // Chem.Rev. 2007. № 107. P. 2228‒2269.
11. Лоскутов А.И., Логинов Б.А., Беспалов В.А., Ошурко В.Б., Ромаш Е.В., Кошелева Н.В., Фалин А.В. Структурные переходы в тонких слоях пептидных композитных материалов с наночастицами серебра и золота: влияние температуры и влажности // Нанотехника. 2013. № 2(34). С. 34‒40.
12. Лоскутов А.И, Урюпина О.Я., Григорьев С.Н., Ошурко В.Б., Ролдугин В.И. Структура и электрофизические свойства самоорганизованных композитных слоев на основе пептида и наночастиц серебра // Коллоидный журнал. 2013. Т. 75. № 3. С. 332-342
13. Лоскутов А.И, Урюпина О.Я., Григорьев С.Н., Кошелева Н.В., Ошурко В.Б., Ромаш Е.В., Сенчихин И.Н., Фалин А.В. Исследование структуры новых функциональных пептидных композитных материалов с наночастицами золота // Физико-химия поверхности и защита материалов. 2015. Т. 51. № 4. С. 411‒419.
14. Григорьев С.Н., Лоскутов А.И., Ошурко В.Б., Кошелева Н.В., Фалин А.В. Антифрикционные свойства биополимерных нанокомпозитных материалов на основе пептидов и наночастиц серебра // Нанотехника. 2012. № 29. С. 12‒20.
15. Grzybovski B.A. Charged nanoparticles crystallizing and controlling crystallization: from coatings to nanoparticle surfactants to chemical amplifiers // Cryst Eng Comm. 2014. № 16. P. 9368‒9380.
16. Патент РФ, RU 2 410 392 C2. Дипептидные миметики нейротрофинов NGF и BDNF / С.Б. Середенин, T.A. Гудашева.
17. Лоскутов А.И, Ошурко В.Б., Кошелева Н.В. Самоорганизация и надмолекулярная структура биополимерных покрытий. М.: Изд. МГТУ «СТАНКИН», 2015. 74 с.
18. Loskutov A.I., Guskova O.A., Grigor-ev S.N., Oshurko V.B., Tarasiuk A.V., Uryupina O.Ya. Influence of the synthesis conditions of gold nanoparticles on the structure and architectonics of dipeptide composites // Nanopart Res. 2016. № 18 P. 239
19. Metz B., Kersten G.F.A., Hoogerhout P., Brugghe H.F., Timmermans H.A.M., de Jong A., Meiring H., Hove J. Ten, Hennink W.E., Crommelin D.J.A. and Jiskoot W. Identification of formaldehyde-induced modifications in proteins reactions with model peptides // J. Biol. Chem. 2004. № 279. P. 6235‒6243.
20. Лоскутов А.И., Урюпина О.Я., Григорьев С.Н., Ошурко В.Б., Ролдугин В.И. Формирование наночастиц золота в водных растворах производных целлюлозы и исследование их свойств // Журнал прикладной химии. 2013. Т. 86. № 8. С. 1294−1300.
21.  Лоскутов А.И., Мандель А.М., Ошурко В.Б., Соломахо К.Г. Свойства композиционных материалов на основе производных целлюлозы, ионов тербия и наночастиц золота // Наноматериалы и наноструктуры - ХХI век. 2015. № 3. С. 20‒28.
22. Zakaria H.M., Shah A., Konieczny M., Hoffmann J.A., Nijdam A.J., Reevers M.E. Small molecule- and amino acid-induced aggregation of gold nanoparticles // Langmuir. 2013. № 29. P. 7661‒7673.
23. Basavaraja S., Balaji S.D., Lagashetty A., Rajasab A.H., Venkataraman A. Extracellular biosynthesis of silver nanoparticles using the fungus Fusarium semitectum // Materials Research Bulletin. 2008. № 43. P. 1164‒1170.
24. Ahmad A., Senapathi S., Khan M.I., Kumar R., Sastry M. Extracellular biosynthesis of monodisperse gold nanoparticles by a novel extremophilic actinomycete Thermomonospora sp // Langmuir. 2003. № 19. P. 3550‒3553.
25. Bahrig L., Hickey S.G., Eychmüller A. Mesocrystalline materials and the involvement of oriented attachment - a review // CrystEngComm. 2014. № 16. P. 9408‒9424.
26. Алфимов М.В., Кадушников Р.М., Штуркин Н.А., Лебедев-Степанов П.В. Имитационное моделирование процессов самоорганизации частиц // Российские нанотехнологии. 2006. № 1. С. 127‒133.