Автор Тема: С помощью вирусов и квантовой физики ученые оптимизировали фотосинтез  (Прочитано 343 раз)

0 Пользователей и 1 Гость просматривают эту тему.

Онлайн Николай Григорьевич Зуб

  • Administrator
  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 7 960
  • Репутация: +20/-0
  • Пол: Мужской
    • Просмотр профиля


 С помощью вирусов и квантовой физики ученые оптимизировали фотосинтез
Фото: Takashi Hososhima/flickr

Исследователи создали генно-модифицированные вирусы, с помощью которых удалось эффективно передавать солнечную энергию по цепи переносчиков, как при фотосинтезе.
Статья с результатами исследования, проведенного учеными из США и Италии, опубликована в журнале Nature Materials.

Фотосинтез — процесс, прямо или косвенно снабжающий энергией большинство организмов на Земле. За годы эволюции его эффективность была доведена природой практически до 100% — предела, до которого невероятно далеко даже самым современным солнечным батареям. Одна из причин того, что фотосинтез так энергетически выгоден, состоит в том, что растения используют квантово-механические законы, а именно принцип неопределенности в отношении фотонов. Суть данного эффекта состоит в способности частицы квантового мира находиться одновременно в нескольких местах. В процессе фотосинтеза фотон попадает на чувствительные к квантам света рецепторы — хромофоры, которые возбуждаются и в свою очередь производят следующий квант энергии. На мембране клеточных органелл, хлоропластов, в которых происходит фотосинтез, расположена целая цепь рецепторов, на которые последовательно падают образующиеся кванты энергии. Особенность такой системы в том, что расстояние между соседними хромофорами должно быть строго фиксированным для достижения максимума эффективности.

Чтобы найти наиболее удачное расположение хромофоров, исследователи использовали множество генно-модифицированных вирусов М13, способных связывать на своей поверхности сеть синтетических хромофоров на разных расстояниях друг от друга. Ученые выяснили, что чем больше расстояние, которое проходят кванты свете, прежде чем они успеют рассеяться, тем больше выход энергии. Максимально эффективная вариация вируса увеличивала расстояние передачи энергии на 68%.

Первоначальные результаты показывают потенциальную возможность создания недорогих и эффективных солнечных батарей. Пока вирусы могут только собирать и проводить энергию, однако в дальнейшем ее можно будет накапливать или использовать для синтеза молекул, как это делает клетка при фотосинтезе.
19.10.2015 в 11:00
http://chrdk.ru/news/2015/10/19/s_pomoshhu_virusov_i_kvantovoi_fiziki_uchenye_optimizirovali_fotosintez/

Оффлайн sam gorelik

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 2 259
  • Репутация: +0/-0
  • Пол: Мужской
  • samgor
    • Просмотр профиля
Интересная заметка, которая еще раз показывает, что биология является одной из главных наук - источников новых технологий для будущего. Энергетические источники на уровне вирусов - очень неожиданно, но, если это удастся развить, то эффект может быть поразительным.

Оффлайн Олег

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 7 214
  • Репутация: +10/-3
  • Пол: Мужской
    • Просмотр профиля

расстояние между соседними хромофорами должно быть строго фиксированным для достижения максимума эффективности.

чем больше расстояние, которое проходят кванты свете, прежде чем они успеют рассеяться, тем больше выход энергии...


Как-то это мутненько и кривенько изложено. Журналисты перестарались?

Оффлайн sam gorelik

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 2 259
  • Репутация: +0/-0
  • Пол: Мужской
  • samgor
    • Просмотр профиля

расстояние между соседними хромофорами должно быть строго фиксированным для достижения максимума эффективности.

чем больше расстояние, которое проходят кванты свете, прежде чем они успеют рассеяться, тем больше выход энергии...


Как-то это мутненько и кривенько изложено. Журналисты перестарались?

Наверное, эль стиль журналистов. Но бактерии уже используются и создать источник на вирусах для выработки энергии было бы забавно и интересно. Энергоснабжение биокомпьютеров????

Оффлайн Сергей Заикин

  • Эксперт
  • *****
  • Сообщений: 2 588
  • Репутация: +19/-0
    • Просмотр профиля
За годы эволюции его эффективность была доведена природой практически до 100%

100 % это преувеличение. При фотосинтезе один фотон идет на разделение зарядов (создание энергии), а второй на восстановление молекулы хромофора. Так что КПД фотосинтеза менее 50 %. Менее, потому что 50 % это при учете только тех фотонов, которые попали в хромофор. А в целом менее 50 %.