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

Один из способов разбогатеть Добыча редк

News image

Ушли в прошлое времена золотой лихорадки, с легкой добычей, в виде крупных самородков, давно иссяк Кл...

10 фактов об устрашающем адронном коллай

News image

Новость о проводимом в Европе эксперименте сколыхнула общественное спокойствие, поднявшись на первые позиции списка обсуждаемых те...

Электроэнергия из тепла человеческого те

News image

Инженеры из Фраунгоферовского института интегральных схем IIS разработали единственный в своем роде трансформ...

Химики предлагают новый метод очистки во

News image

Очистка водорода необходима перед его применением в качестве топлива для топливных элементов, но существующие методы не...

Улучшение топлив при помощи наночастиц

News image

В поисках повышения энергетических параметров жидких топлив, ученые обнаружили, что добавление наночастиц алюминия или окиси ал...

Графена много не бывает

News image

Использование графена в электронных устройствах обретает все более конкретные очертания. Однако остается проблема снижения стоимости пр...

Солнечные элементы и батареи космическог

News image

Поставщик: ОАО «НПП «Квант» Ключевые слова: НПП «Квант», фотоэнергетика, солнечные батареи Разработка и изготовление солнечных элементов на...

Космические каскады. Трехкаскадные арсен

News image

В космических аппаратах применяют два вида солнечных батарей – кремниевые и арсенид-галлиевые на германиевой подложке. Пе...

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...

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...

Социальные розетки для доступа в интернет и вызова мили

Способ обеспечить всех желающих москвичей Интернетом и проводным телевидением нашли столичные связисты. Сделать это планируется с помощью существующей городской радиосети. До...

Ветряные двигатели для домашнего использования работают

Леверкузен (Германия). Небольшие, очень прочные и ультралегкие Baytubes - углеродные нанотрубки производства компании Байер - дают отличные возможности для ветроэнергетики. Он...

Ученые проложили проводку в клеточной мембране

Ученым удалось передать и получить электрический импульс по клеточной мембране при помощи искусственно созданной нанопроволоки. Созданную ими гибридную систему авторы оп...

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.