Прообразом новых солнечных батарей могут стать бактерии

Прототипом 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.

Другие статьи:
Интернет журнал НЛО МИР

Всего комментариев: 0

Оставить комментарий

*

code

Редакция рекомендует

close
x