Прообразом новых солнечных батарей могут стать бактерии

Зеленоватые бактерии, ставшие предметом исследования ученых, употребляют энергию света для переработки соединений серы либо железа, подобно тому, как растения употребляют солнечный свет в фотосинтезе. При всем этом организмы обязаны наслаждаться очень ограниченным количеством солнечного света, потому что живут они в водах жарких гидротермальных источников либо в морях на глубине более 100 метров.

Для действенного использования даже маленьких количеств солнечного света светочувствительные молекулы бактериального хлорофилла (бактериохлорофилла) в организмах, похожие на светочувствительные молекулы растений и придающие им зеленоватый цвет, соединяются воединыжды молекулярные комплексы — так именуемые хлоросомы.

Структура этих хлоросом до сего времени оставалась последней неизученной структурой светочувствительных комплексов молекул, встречающихся в природе.

Предпосылкой этого является необыкновенное обилие хлоросом — различные их типы содержат различное количеств молекул бактериального хлорофилла, которое может составлять до 250 тыщ, имеют различную форму и структуру упаковки молекул. Такое обилие молекулярных комплексов, встречающееся в одном и том же организме, нереально изучить обыкновенными рентгеноструктурными способами.

Для того, чтоб обойти эту делему, ученым пришлось использовать комбинацию генетических и структурных способов, также математическое моделирование для исследования структуры 1-го единственного типа бактериальных хлоросом.

«При помощи генетических способов мы сделали клон зеленоватых микробов, активность неких генов в каком была отключена и он содержал только один тип хлоросом. Этот лабораторный клон при облучении рос намного медлительнее собственных одичавших аналогов, что наткнуло нас на идея о том, что сложность устройства хлоросом — главный фактор их эффективности в переработке света микробами», — произнес доктор Дональд Брайант (Donald Bryant), управляющий работами, слова которого приводит пресс-служба Пенсильванского института.

При помощи электрической микроскопии в критериях сверхнизких температур ученые нашли, что хлоросомы микробов имеют трубчатую форму. При всем этом копии имели только один тип трубок, тогда как природные зеленоватые бактерии имели наборы таких хлоросом, организованные в упорядоченные структуры.

Последующие исследования проявили, что молекулы хлорофилла в хлоросомах объединены в пары под определенным углом и завернуты в винтообразные спирали.

Набор хлоросом различного размера с разным количеством хлорофиллов, объединенных в пары и закрученных под различными углами, и определяет способность организмов очень отлично использовать солнечный свет. Он позволят очень стремительно доставить приобретенный свет в всякую точку клеточки, нуждающуюся в энергии.

«Математическое моделирование показало, что если б все хлоросомы были схожи и упорядочены, доставка энергии света к определенному месту в клеточке безизбежно добивалась бы включения этот процесс всей системы молекул хлорофилла в организме. Этот процесс добивался бы относительно огромное количество времени. В сопоставлении с несколькими наносекундами освещения, выпадающего этому типу организмов всего пару раз в денек, это время может быть очень огромным», — произнес Брайант.

В случае зеленоватых микробов каждый новый фотон света перераспределяется меж маленьким набором хлоросом, распределенных в организме хаотически, а поэтому его энергия употребляется очень стремительно и отлично.

«Мы могли бы использовать этот принцип в солнечных батареях грядущего. В разработке искусственных систем, схожих хлоросомам нет ничего сложного», — добавил Брайант.

Поделиться в соц. сетях
Опубликовать в Facebook
Опубликовать в Одноклассники
Опубликовать в Яндекс
Опубликовать в Google Plus
Опубликовать в LiveJournal

Комментарии:

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>