من المحتمل أن يقوم الباحثون بإنشاء وإنشاء نظام جديد لديه القدرة على التقاط الطاقة الضوئية بشكل لم يسبق له مثيل ويأتي الإلهام من الطبيعة نفسها. تم إجراء البحث في مختبر شمال غرب المحيط الهادئ الوطني بالتعاون مع جامعة ولاية واشنطن. لقد قاموا معًا بتطوير نظام عالي الكفاءة لتجميع الضوء الاصطناعي والذي لديه القدرة على استخدامه في المستقبل في تطبيقات الخلايا الكهروضوئية والتصوير الحيوي للطاقة. لقد وفر البحث أساسًا للتغلب على العقبات الصعبة لإنتاج مواد هجينة عضوية وغير عضوية عملية بشكل هرمي. تحتوي هذه المواد بشكل عام على ترتيب ذري محدد وهو أمر ضروري لتوفير العديد من الوظائف والخصائص الاستثنائية مثل القوة والمتانة للمادة. لقد عمل الباحثون بجد على هذا الأمر لإنجاح النتيجة.
على الرغم من صعوبة تصنيع هذه الأنواع من المواد ذات البنية الهرمية للغاية، فقد جمع فريق العلماء متعدد التخصصات التابع لتشن معرفتهم المتخصصة لتركيب جزيء بتسلسل محدد لتشكيل مثل هذا الترتيب المحدد. ابتكر الباحثون بنية معدلة تشبه البروتين، تسمى الببتويد، وأرفقوا بنية دقيقة تشبه القفص تعتمد على السيليكات (يُشار إليها اختصارًا بـ POSS) في أحد طرفيها. وفي ظل الظروف المناسبة، يمكن لهذه الجزيئات أن تتجمع ذاتيًا في بلورات ذات شكل مثالي مصنوعة من صفائح نانوية ثنائية الأبعاد. يؤدي هذا إلى إنشاء طبقة أخرى من التعقيد الشبيه بغشاء الخلية، مماثلة لتلك الموجودة في الهياكل الهرمية الطبيعية، مع الحفاظ على الاستقرار العالي والخصائص الميكانيكية المحسنة للجزيئات الفردية. يقول تشين: "باعتباري عالمًا للمواد، تمنحني الطبيعة الكثير من الإلهام". وأضاف تشين: "كلما أردت تصميم جزيء للقيام بشيء محدد، مثل وسيلة لتوصيل الدواء، أجد دائمًا مثالًا طبيعيًا لتصميم تصميماتي لاحقًا".
بعد نجاح تصنيع هذه البلورات الببتويدية النانوية POSS وإظهار خصائصها الفريدة، بما في ذلك قابلية البرمجة العالية، يسعى الفريق الآن للاستفادة من هذه الخصائص. لقد قاموا ببرمجة المادة بحيث تحتوي على مجموعة وظيفية محددة في مواقع محددة ومسافات بين الجزيئات بحيث تجمع هذه البلورات النانوية بين القوة والثبات.
