在加州大學洛杉磯分校的實驗室裡，一種普通的胺基酸出乎意料地幫助一種量子材料在過去被認為無法達到的溫度下，仍保有其電子特殊的有序行為。這裡所說的是二硫化鉭——一種由僅三個原子厚的超薄層構成的材料。在極低溫下，其中會產生所謂的電荷密度波：電子並非雜亂運動，而是協調一致地運動，重複著晶格的圖案。
通常，這種量子態一旦溫度升到零下 57 °C 以上就會消失。原子的熱振動會迅速破壞這種脆弱的秩序。由段祥峰領導的研究團隊在二硫化鉭的層間加入了精胺酸分子——精胺酸是構成蛋白質的二十種標準胺基酸之一。結果令人驚訝：電子的有序運動一直保持到零上 57 °C。
精胺酸與二硫化鉭的晶格契合得宛如一塊完美的拼圖。它的大小與電荷分布恰好對應材料層與層之間的間隙。另外兩種被測試的胺基酸則沒有產生這種效果。電腦計算證實：正是這種幾何與電子上的「契合」，使量子態在室溫甚至更高溫度下得以穩定。
這項發現不僅對基礎科學重要。在這種材料中，電子的有序運動可用於製造新型節能記憶體，其中資訊不是儲存在普通的電荷中，而是儲存在量子特性中。目前這還只是一種前景，但這種方法——用生命分子來調控無機晶體——為量子材料的設計開闢了一條新路。
研究人員計劃測試其他分子，並了解能否用同樣的方法穩定超導性或其他的量子效應。如果這個方法奏效，那麼科學家就不必再尋找新的奇異化合物，而是可以為所需的無機「鎖」挑選已知的有機「鑰匙」。
這種過去只與生物學相關的簡單胺基酸，如今正幫助量子物理學走出低溫實驗室的界限。
