Biologiškai įkvėptų saulės energijos šalinimo medžiagų stabilizavimo pažanga

Kreditas: vaizdas pritaikytas iš „Journal of Physical Chemical Letters“. Žemiau pateiktas paveikslėlis, Kara Ng, Gamtos chemija 2020 m

Niujorko kolegijos (CCNY) mokslininkai, įkvėpti gamtos, gali parodyti sintetinę strategiją, kaip stabilizuoti biologiškai įkvėptas saulės energiją renkančias medžiagas. Jų išvados, paskelbtos žurnale Gamtos chemija, galėtų būti reikšmingas pažanga molekulinių rinkinių funkcionalizacijoje būsimoms saulės energijos keitimo technologijoms.

Beveik kiekviename pasaulio kampelyje, nepaisant ekstremalių karščių ar šaltų temperatūrų, rasite fotosintetinių organizmų, kurie stengiasi užfiksuoti saulės energiją. Žinant gamtos paslaptis, norint žinoti, kaip taip efektyviai ir tvirtai rinkti šviesą, galima pakeisti tvarių saulės energijos technologijų kraštovaizdį, ypač dėl kylančios pasaulinės temperatūros.

Fotosintezės metu pirmasis žingsnis (t. Y. Šviesos rinkimas) yra sąveika tarp šviesos ir šviesą surenkančios antenos, kurią sudaro trapios medžiagos, vadinamos molekuliniais rinkiniais. Nuo žalių augalų lapų iki mažų bakterijų gamta suprojektavo dviejų komponentų sistemą: antraeilės molekulių grupės yra baltymų ar lipidų pastolių viduje. Kol kas nėra aišku, kokią funkciją atlieka šie pastoliai, tačiau naujausi tyrimai rodo, kad gamta sugebėjo išvystyti šias sudėtingas baltymų aplinkas, kad stabilizuotų trapias jų molekulių sąrankose.

“Jei negalime pakartoti fotosintetiniuose organizmuose randamų baltymų pastolių sudėtingumo, mes sugebėjome pritaikyti pagrindinę apsauginių pastolių koncepciją, kad stabilizuotume šviesos derliaus anteną”, – sakė dr. Kara Ng. Jos autoriai yra Dorthe M. Eisele ir Ilona Kretzschmar, abu CCNY profesoriai, ir Seogjoo Jang, Queens koledžo profesorius.

Iki šiol gamtos projektavimo principų vertimas į didelio masto fotoelektros programas buvo nesėkmingas.

“Nesėkmė gali būti šiuolaikinių saulės elementų architektūros projektavimo paradigmoje”, – sakė Eiselas. Tačiau jis ir jo tyrimų grupė “nesiekia tobulinti esamo saulės elemento dizaino. Tačiau mes norime pasimokyti iš gamtos šedevrų įkvėpti visiškai naujas saulės energiją renkančias architektūras”, – pridūrė jis.

Įkvėptas gamtos, mokslininkai parodė, kaip mažos ir susietos molekulės gali įveikti kliūtis, trukdančias molekulinių junginių funkcionalizacijai. Silano molekulės gali savarankiškai surinkti sujungdamos ir stabilizuodamos pastolius, kad aplink dirbtinę molekulinę anteną susidarytų šviesą renkanti antena.

“Mes natūraliai parodėme, kad šios nestabilios medžiagos gali tarnauti viename įrenginyje, taip pat keletu šildymo ir aušinimo ciklų”, – sakė Ng. Jų darbas įrodo idėją, kad į narvą panašių pastolių konstrukcija stabilizuoja molekulių rinkinius nuo aplinkos veiksnių, pavyzdžiui, ekstremalių temperatūros svyravimų, nesutrikdydama gerų valymo savybių.

Nuoroda: Kara Ng, Megan Webster, William P. Carbery, Nikunjkumar Visaveliya, Pooja Gaikwad, Seogjoo J. Jang, Ilona Kretzschmar ir Dorthe M. Eisele 2020 m. Lapkričio 16 d., Gamtos chemija.
DOI: 10.1038 / s41557-020-00563-4

Tyrimą rėmė CCNY Martin ir Michele Cohen mokslo fondai, JAV energetikos departamento saulės fotochemijos programos, pagrindinių energetikos mokslų biuras ir nacionalinis mokslo fondas (NSF CREST IDEALS ir NSF-CAREER).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Nuodingos kempinės apsaugo nuodingus paukščius ir varles nuo savo toksinų

Auksinė nuodų varlė, Phyllobates terribilis. Kreditas: Chris Wellner, Smithsonian nacionalinis zoologijos sodas Kalifornijos universiteto, San Francisko (UCSF), Stanfordo universiteto ir Kalifornijos mokslų akademijos (CAS)...

Didelė pažanga švarios energijos kuro elementų reakcijų srityje

Žinant geležies atomų tankį ir vietos dinamiką, pasiekiamas efektyvumo lygis kuro elementų oksidacijos reakcijoje, kuri niekada nebuvo realizuota. Kreditas: Teksaso universitetas Austine /...

Astronomai atranda mažytę uolėtą planetą – tik pusę Veneros masės

Šis grafinis simbolis rodo L 98-59b, vieną iš L 98-59 35 šviesmečių sistemos planetų. Sistemoje yra keturios patvirtintos uolienų planetos, kurios gali atsirasti...

Du antihipertenziniai vaistai apsaugo nuo tos pačios širdies ligos, bet skirtingo šalutinio poveikio

Analizuojant beveik 3 milijonus pacientų, vartojusių pirmuosius kraujospūdį mažinančius vaistus, angiotenzino receptorių blokatoriai (ARB) buvo tokie pat geri kaip ir angiotenziną konvertuojančių fermentų (AKF)...

Ličio jonų akumuliatorių „įkūrėjas“ padeda savo atradimu išspręsti 40 metų senumo problemą

Ličio jonų akumuliatorių su SNS neutronais įkūrėjas patvirtino, kad katodo medžiaga (mėlyna) be ličio niobio oksido (šviesiai žalia) žymiai sumažino pirmojo ciklo energijos nuostolius...

Newsletter

Subscribe to stay updated.