फोटोरेक्टर कोशिकाओं से प्रेरित आयन पंपिंग को बढ़ावा देने के लिए सुपरसंरचित ऑप्टोआयनिक हेटेरोजंक्शंस

कशेरुकी प्राणियों की फोटोरेक्टर कोशिकाओं में समृद्ध फोटोसंवेदनशील आयन पंपों से भरी अल्ट्रास्ट्रक्चरल झिल्लियाँ होती हैं, जो सिग्नल उत्पन्न करने और मंद रोशनी में उच्च लाभ प्राप्त करने के लिए होती हैं। इसी संदर्भ में, फोटो-चालित आयन पंपिंग को नियंत्रित करने के लिए कैशन-चयनात्मक नैनोचैनलों के साथ सुपरसंरचित ऑप्टोआयनिक हेटेरोजंक्शंस (SSOHs) विकसित किए गए हैं। ग्रेफीन ऑक्साइड (GO) और PEDOT:PSS को अनुक्रमिक रूप से असेंबल करने के लिए एक टेम्पलेट-निर्देशित बॉटम-अप रणनीति अपनाई गई है, जिससे अगोचर संरचनाओं वाली असमान झिल्लियाँ बनाई जाती हैं, जिनमें झिल्ली की टोपोग्राफी में प्रोग्राम योग्य भिन्नता होती है और एक डोनर-एक्सेप्टर इंटरफेस होता है, जो फोटोइल्युमिनेशन के दौरान इलेक्ट्रॉन-होल पृथक्करण को बनाए रख सकता है। इस प्रकार की जटिल डिजाइन SSOHs को पारंपरिक प्लानर कॉन्फ़िगरेशन वाली ऑप्टोआयनिक झिल्लियों की तुलना में एक सांद्रता ग्रेडिएंट के खिलाफ फोटो-चालित आयन प्रवाह के बहुत उच्च परिमाण से सम्पन्न बनाती है। इसे हेटेरोजंक्शन इंटरफेस पर फोटो उत्पन्न वाहकों के प्रभावी पृथक्करण के कारण एक मजबूत ट्रांसमेंबरेन पोटेंशियल के निर्माण और फोटोइल्युमिनेशन से ऊर्जा इनपुट की वृद्धि के कारण समझाया जा सकता है, जो परावर्तन कमी, चौड़े कोणीय अवशोषण और चौड़े तरंग दैर्ध्य अवशोषण के सम्मिलित प्रभाव के कारण होती है। यह कार्य फोटो-चालित ट्रांसमेंबरेन परिवहन में झिल्ली की टोपोग्राफी के महत्व को उजागर करता है और इस प्रकार के एक सार्वभौमिक प्रोटोटाइप का प्रस्ताव करता है जिसे अन्य ऑप्टोआयनिक झिल्लियों में उच्च प्रदर्शन वाली कृत्रिम आयन पंपों के विकास के लिए बढ़ाया जा सकता है।