`

СПЕЦІАЛЬНІ
ПАРТНЕРИ
ПРОЕКТУ

Чи використовує ваша компанія ChatGPT в роботі?

BEST CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Белковая фотоэлектроника действует лучше естественного фотосинтеза

0 
 
Белковая фотоэлектроника действует лучше естественного фотосинтеза

Плодом кооперации между химиками и биологами Ruhr-University Bohum (Германия) стал новый метод эффективной интеграции белков, отвечающих за фотосинтез, в фотоэлектронику.

Как сообщается в статье, опубликованной в европейском журнале Chemistry, предложенная ими иммобилизационная стратегия впервые обеспечила при переносе электронов превышение скоростей, наблюдаемых при естественном фотосинтезе. Это достижение открывает возможность создания полусинтетических «листьев», работающих как фотоэлектрические устройства особо высокой эффективности.

В зеленых растениях белковый комплекс PS1 (photosystem 1) поглощает свет, энергия которого затем расходуется на превращение двуокиси углерода в биомассу. Фотоэлектрические устройства также улавливают свет, но на выходе дают электричество.

Один из перспективных методов снижения стоимости и увеличения эффективности солнечных элементов, заключается в замене полупроводников на мембранные белковые комплексы фотосинтеза.

В упомянутой работе, ученые выделили высокостабильный PS1-протеин из термофильной цианобактерии, живущей в горячих источниках Японии. Однако его иммобилизация в электродах осложняется тем обстоятельством, что данный комплекс демонстрирует как гидрофильные, так и гидрофобные свойства.

Реализовать поставленную задачу удалось благодаря созданию сложных материалов, называемых окислительно-восстановительными (redox) гидрогелями. В образованную из них искусственную матрицу и внедрили PS1, произведя необходимую тонкую настройку свойств (уровня pH) локального окружения этого естественного белка.

Такая среда обеспечила оптимальные условия для функционирования PS1 и позволила преодолеть этапы, ограничивающие кинетику реакции в естественных растениях. В результате были зарегистрированы самые высокие значения фототока для био-фотоэлектродов, а скорость переноса электронов превзошла более, чем на порядок наблюдаемую в природе.

В ближайшей перспективе кремниевая фотоэлектроника по-прежнему будет превосходить био-устройства по эффективности и стабильности. Тем не менее, достоинства новой технологии обеспечат для нее собственный круг первых приложений. В частности это может быть обеспечение энергией медицинских микроустройств, таких как сенсоры, имплантируемые в контактные линзы.

В дальнейшем био-фотоэлектроника станет основой гибких и дешевых солнечных батарей, пригодных для установки на неровных поверхностях.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365

0 
 

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 

Ukraine

 

  •  Home  •  Ринок  •  IТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Мережі  •  Безпека  •  Наука  •  IoT