Photosensitive materials contain biologically engineered elements and are constructed using delicate techniques, with special attention devoted to efficiency, stability, and biocompatibility. However, to date, no photosensitive material has been developed to replace damaged visual-systems to detect light and transmit the signal to a neuron in the human body. In the current study, artificial nanovesicle-based photosensitive materials are observed to possess the characteristics of photoreceptors similar to the human eye. The materials exhibit considerably effective spectral characteristics according to each pigment. Four photoreceptors originating from the human eye with color-distinguishability are produced in human embryonic kidney (HEK)-293 cells and partially purified in the form of nanovesicles. Under various wavelengths of visible light, electrochemical measurements are performed to analyze the physiological behavior and kinetics of the photoreceptors, with graphene, performing as an electrode, playing an important role in the lipid bilayer deposition and oxygen reduction processes. Four nanovesicles with different photoreceptors, namely, rhodopsin (Rho), short-, medium-, and longwave sensitive opsin 1 (1SW, 1MW, 1LW), show remarkable color-dependent characteristics, consistent with those of natural human retina. With four different light-emitting diodes for functional verification, the photoreceptors embedded in nanovesicles show remarkably specific color sensitivity. This study demonstrates the potential applications of light-activated platforms in biological optoelectronic industries.

The nonlinearity of double crossover DNAs investigated by Z-scan and four-wave mixing experiments was considerably enhanced with copper-ion doping.

We demonstrated supercontinuum generation through DNA materials. The DNA material, which is modified copper ion, provided optical nonlinearity within a hollow optical fiber. The supercontinuum spectrum is optimized by fiber length and copper ion concentration for the bandwidth of more than 800nm.

In article number 1706764, Hyun Seok Song, Tai Hyun Park, Jae Hun Kim, and co-workers report an artificial nano-biomaterial based on human-like photoreceptor proteins and graphene hybrid structures that allows outstanding spectral sensitivities. In experiments with light-emitting diodes (LEDs), these artificial photoreceptors provide color distinguishability similar to that of human photoreceptor cells. This approach can be applied to study physiological, biophysical, and biochemical processes of photoreceptors.