Новая альтернатива солнечным батареям ? деревья с листьями из золота
28 ноября 2008 года
Группа американских инженеров-химиков извлекли фотосинтетические молекулы из растений и нанесли их на тонкие листы золота, создав искусственное фотосинтезирующее устройство.
Хотя эти устройства пока слишком отстают от лучших кремниевых солнечных батарей, новой метод может оказаться конкурентоспособным в будущем. Конструкция довольно проста, а основе лежит доступное сырье, сообщает 3DNews.ru.
Организмы используют процесс фотосинтеза на протяжении не менее 3,5 млрд лет, и за это время были разработаны остроумные комбинации белка и светопоглощающего красителя, которые помогают преобразовывать солнечный свет в энергию. Вместо того, чтобы заново изобретать колесо, Кейн Дженнингс и Питер Сишельски из Вандербильдского университета в Нэшвиле решили использовать эти белки для создания своего собственного фотосинтезирующего устройства.
К этой идее их подтолкнула работа Элиаса Гринбаума, который в конце 1990-х представил протеиновый комплекс, известный как PS1, извлеченный из листов шпината и сохраняющий свои свойства после переноса на поверхность золота.
Устройство Дженнингса и Сишельски использует выпускаемые в промышленных масштабах листы из сплава серебра и золота. При этом концентрированная азотная кислота используется для растворения серебра, а золото остается с наноскопическими порами. В результате появляется хорошо обработанная поверхность, что позволяет разместить на ней большое количество PS1.
Это делает лист достаточно тонким, чтобы пропускать свет. PS1 комплексы крепятся к верхнему слою пористого золота при помощи тиолов ? химических молекул со свободным концом ? для формирования устойчивых связей с белками.
Когда собранный искусственный лист подвергается воздействию света, PS1 генерируют поток электронов в металлическом золоте, что позволяет снимать с его поверхности электрический ток. В обычном растении эти электроны использовались бы для разделения сложных соединений на химические цепочки и создания новых энергетических запасов в форме углеводов.
Большинство испытанных листьев вырабатывают ток величиной 8 наноампер каждым квадратным миллиметром. Пока слишком далеко до необходимого уровня эффективности, но ученые уже работают над новой моделью. PS1-пленки толщиной до 1 мм смогут вырабатывать до 0,02 мкА/мм2, этого уже хватит, чтобы питать обычный калькулятор.
Однако система слишком чувствительна к воздействию прямых солнечных лучей, которые могут разрушить PS1-белки. Поиск защиты и создание листьев, вмещающих большее количество протеина ? задача на будущее. Также возможно, что эти искусственные листья приобретут зеленый оттенок, пока они имеют ржаво-красный цвет из-за свойств пористого золота.
Источники
править
Любой участник может оформить статью: добавить иллюстрации, викифицировать, заполнить шаблоны и добавить категории.
Любой редактор может снять этот шаблон после оформления и проверки.
Комментарии
Если вы хотите сообщить о проблеме в статье (например, фактическая ошибка и т. д.), пожалуйста, используйте обычную страницу обсуждения.
Комментарии на этой странице могут не соответствовать политике нейтральной точки зрения, однако, пожалуйста, придерживайтесь темы и попытайтесь избежать брани, оскорбительных или подстрекательных комментариев. Попробуйте написать такие комментарии, которые заставят задуматься, будут проницательными или спорными. Цивилизованная дискуссия и вежливый спор делают страницу комментариев дружелюбным местом. Пожалуйста, подумайте об этом.
Несколько советов по оформлению реплик:
- Новые темы начинайте, пожалуйста, снизу.
- Используйте символ звёздочки «*» в начале строки для начала новой темы. Далее пишите свой текст.
- Для ответа в начале строки укажите на одну звёздочку больше, чем в предыдущей реплике.
- Пожалуйста, подписывайте все свои сообщения, используя четыре тильды (~~~~). При предварительном просмотре и сохранении они будут автоматически заменены на ваше имя и дату.
Обращаем ваше внимание, что комментарии не предназначены для размещения ссылок на внешние ресурсы не по теме статьи, которые могут быть удалены или скрыты любым участником. Тем не менее, на странице комментариев вы можете сообщить о статьях в СМИ, которые ссылаются на эту заметку, а также о её обсуждении на сторонних ресурсах.
