News image News image News image News image News image News image News image News image


Биомолекулярные штекеры для переноса электронов
Нанотехнологии в технике - Самые маленькие

биомолекулярные штекеры для переноса электронов

Растения, водоросли и цианобактерии (сине-зеленые водоросли) — мастера по части использования солнечной энергии, ибо умеют уловленный свет почти полностью превращать в энергию. Это происходит, в том числе, благодаря тому, что высвобожденные фотонами электроны практически в полном составе выводятся из фоторецептора, после чего служат «заводной пружиной» для химических реакций в организме растения. Японские ученые из Национального института передовой промышленной науки и технологии, Токийского университета и Университета Сидзуока придумали, как улавливать и использовать свет с практически такой же эффективностью, о чем рассказали в журнале Angewandte Chemie. Для этого они присоединили молекулярную проволочку непосредственно к биологической фотосинтетической системе, чтобы по этой проволочке отправить высвобожденные электроны на золотой электрод.

КПД фотогальванического преобразования энергии имеет для гелиоустановок решающее значение. Теоретически на один принятый фотон может приходиться один высвобожденный электрон. В то время как эффективность сегодняшних солнечных элементов еще далека от таких значений, природные фотосинтетические системы демонстрируют практически стопроцентную квантовую отдачу. Для того чтобы повысить эффективность искусственных систем, предпринимаются попытки покрывать приемники тонким слоем из биологических фоторецепторов. Тем не менее, транспорт электронов из светочувствительного слоя в электрическую цепь в таких системах настолько неэффективен, что большинство электронов до цели, то есть до электрода, просто не доходит.

Тайна успеха природных фотосистем заключается в удивительно точном сопряжении отдельных компонентов. Молекулы будто подогнаны друг под друга — как в штекерном соединении, благодаря чему электроны передаются напрямую и почти без потерь. В своей новой разработке японские ученые соединили замысловатую фотосистему I (PS I) сине-зеленой водоросли Thermosynechococcus elongatus с искусственно созданной периферией. Важным звеном в цепочке переноса электронов в PS I является витамин K1. Исследователи удалили этот витамин из протеинового комплекса PS I и заменили его рукотворным аналогом. Этот аналог составляют три части: 1) такой же молекулярный «штепсель», которым витамин K1 присоединяется к протеиновому комплексу (нафтохиноновая группа), используется для «втыкания» искусственного соединительного элемента в PS I (как вилка в разъем); 2) молекулярная проволочка (углеводородная цепь) той же длины, что и витамин K1, которая обеспечивает выступание соединительного элемента из протеинового комплекса; 3) на другом конце проволочки находится дополнительная «вилка» (электрохромная виологеновая группа), которая закрепляет весь комплекс на покрытом специальным составом золотом электроде. Высвобождающиеся в PS I под воздействием света электроны направляются по проволочке к виологеновой группе, которая чрезвычайно эффективно переносит их на золотой электрод.

Японские ученые полагают, что применение подобной технологии может позволить другим биокомпонентам также стать основой для тех или иных искусственных систем.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Применение нанотехнологий

Преобразователи энергии

News image

В настоящее время поиск и изучение альтернативных источников энергии являются одними из самых популярных направлений на...

О спиновых кубитах (новости нанотехнолог

News image

Электронные спины рассматриваются как вероятные кандидаты в носители квантовой информации. Логические состояния спинового кубита «0» и ...

Ученые впервые смогли зафиксировать рост

News image

Платиновые наночастицы Поэтому работа Пола Аливисатоса и его коллег чрезвычайно важна не только для физики твердого те...

Однофазная интеркаляция/деинтеркаляция л

News image

Рис.1. Рентгенограммы образцов LiFePO4 S40 и S140: (a) общий вид профиля, (b) увеличение пика (211/020), де...

Заявленные перспективы применения наноте

News image

В МЕДИЦИНЕ Пожалуй, ни в одной другой отрасли нанотехнологии не смогут найти лучшего применения. Это относится и ...

Путь в наносостояние

News image

Российской науке велено развиваться в прорывных направлениях. Но прорыв — это не только рывок вперёд, но...

Космический лифт - это почти реальность

News image

Китайские физики совершили открытие, которое сделало на шаг ближе постройку космического лифта, создание сверхстойких бронежилетов и ...

Почему наночастицы плавятся при низкой т

News image

При уменьшении размеров частицы изменяются не только её механические свойства, но также и её термодинамические ха...

Новости нанотехнологий

Кремниевые нанотрубки выращивают без применения золота

Кремниевые нанопроволоки помогут уменьшить размеры микрочипов. Ученые из Института Физики микроструктур Макса Планка в Галле впервые разработали нанопроволоки на кре...

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из графена желаемой формы оказалась подвластна капелькам воды – о пластичности графеновых наноструктур сообщают химики из...

Влияние полярности электрического поля на рост вертикал

Одно из наиболее перспективных направлений использования углеродных нанотрубок (УНТ) связано с разработкой холодных полевых эмиттеров на их основе. Уникальные особенности та...

Наноальтернатива таблеткам

  Одним из первых медицинских применений нанотехнологии стало разработанное учеными из США быстродействующее лекарство от импотенции, которое сможет соперничать таблетками Частицы препарата ...

Композиты медицинские «MBM — ЛН»

Справка о применении в клинической практике композитного материала «MBM — ЛН» Композитный материал «MBM — ЛН» представляет собой ткань черного цвета. Развитая по...

More in: Технологии, Наноматериалы, Наномедицина, НаноТехника , Новости

Популярные заметки:

Космический лифт и нанотехнологии

От фантастики к реальности КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ - это лента, один конец которой присоединен к поверхности Земли, а другой находится на...

Ученые слепили самого маленького в мире снеговика

Фигурка получилась высотой всего в одну сотую миллиметра – впятеро меньше толщины человеческого волоса. Как правило, дети состязаются друг с другом в ...

Инновационный термометр поможет физикам, работающим со

Когда физики стремятся охладить атомы до еще более низких температуры, они сталкиваются с непростой задачей по разработке новых, более надежных сп...

Обои смогут защитить здание от повреждений

Berry Plastics в сотрудничестве с Army Corp of Engineers разработала новые обои, которые способны защитить здания от повреждений. Обои под на...

Высокие требования к энергоэффективным решениям

Химический концерн «Халфрид» — группа предприятий, созданная в 2008 году под эгидой промышленного внедрения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в сфере на...

Your are currently browsing this site with Internet Explorer 6 (IE6).

Your current web browser must be updated to version 7 of Internet Explorer (IE7) to take advantage of all of template's capabilities.

Why should I upgrade to Internet Explorer 7? Microsoft has redesigned Internet Explorer from the ground up, with better security, new capabilities, and a whole new interface. Many changes resulted from the feedback of millions of users who tested prerelease versions of the new browser. The most compelling reason to upgrade is the improved security. The Internet of today is not the Internet of five years ago. There are dangers that simply didn't exist back in 2001, when Internet Explorer 6 was released to the world. Internet Explorer 7 makes surfing the web fundamentally safer by offering greater protection against viruses, spyware, and other online risks.

Get free downloads for Internet Explorer 7, including recommended updates as they become available. To download Internet Explorer 7 in the language of your choice, please visit the Internet Explorer 7 worldwide page.