ЭкоТехника в Facebook Экотехника в Telegram ЭкоТехника в Twitter



Ученые из Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории в сотрудничестве с коллегами из Университета штата Вашингтон создали материал, способный работать как высокоэффективная система сбора видимого света.

Синтезированный исследователями высокопрочный нанокристалл имеет гибридный состав, то есть включает и органические, и неорганические соединения. Он объединяет в себе структурную и функциональную сложность, характерную для природных образований, с высокими надежностью и технологичностью, присущими искусственным системам.

Читайте также: Бетонные стены станут аккумуляторами энергии для домов

В основе нового материала лежит модифицированная белковоподобная молекула — пептоид, соединенная с высокоточной клеткообразной структурой на основе кремния — POSS. Ученые обнаружили, что при особых условиях это вещество образует состоящие их двумерных нанолистов кристаллы идеальной формы, напоминающие клеточную мембрану.

Благодаря сочетанию прочности и стабильности POSS с видоизменяемостью пептоида, полученные наноструктуры дают возможность в широких пределах задавать их свойства в процессе синтеза. Воспользовавшись этим, ученые сделали материал, способный нести на себе функциональные группы, упорядоченно расположенные на определенном расстоянии друг от друга.

Такую POSS-пептоидную заготовку исследователи дополнили парами специальных «донорных» молекул и каркасными структурами, предназначенными для связывания «акцепторных» молекул, находящихся вне нанокристалла. В результате получилась собирающая солнечную энергию система, работающая по принципу, наблюдаемому в клетках живых растений.

Молекулы-доноры поглощают свет определенного спектра и передают полученную энергию молекулам-акцепторам. Последние при этом начинают излучать световые волны другой длины. Эффективность передачи энергии достигает 96%, что является рекордом для светособирающих систем такого типа.

Для демонстрации возможностей применения разработки, ученые встроили ее в человеческие клетки. Это позволило использовать POSS-пептоидный нанокристалл в качестве биосовместимого зонда, предназначенного для наблюдения за живыми системами. Помеченные таким образом клетки легко отличать от остальных, так как при попадании на них света с известной длиной волны они изменяют свой цвет за счет флуоресценции акцепторных молекул.

Исследователи считают, что уникальные свойства нового материала сделают его полезным во многих сферах, в том числе в области фотокатализа и солнечной энергетики.

Читайте также: Мембрана с «микродеревьями» очищает воду и собирает влагу из воздуха

Источник: pnnl.gov


А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!



Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Смотрите еще интересные материалы:

Присоединяйтесь к нам!

 

Авторизоваться