Новости Hardware

Учёные добыли энергию из света с помощью искусственной клетки

Группа сотрудников Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетика США (DOE) под руководством ведущей проекта Елены Рожковой создала биоинспирированную (подсмотренную у природы) искусственную клетку, которая смогла преобразовать падающий на неё свет в запас химической энергии. Для этого учёные заменили некоторые естественные биологические механизмы в клетке на искусственные небиологического происхождения. Подобный подход, как считают разработчики, откроет новый путь к хранению энергии.

Искусственные протоклетки под электронным микроскопом (Argonne National Laboratory)

Искусственные протоклетки под электронным микроскопом (Argonne National Laboratory)

Искусственные клетки или протоклетки для преобразования света в химическую энергию представляет собой полые капсулы, внутри которых посредством спонтанной самосборки и сил слабого взаимодействия собираются гибридные наностержни из золота и серебра. Сначала происходит самосборка, а потом наночастицы обволакиваются мембраной из такого белка, как бактериородопсин. Этот белок интересен тем, что он работает как зависимая от света биологическая помпа, перекачивая протоны из клетки на её наружную поверхность.

В конечном итоге под воздействием света вне клетки начинает расти концентрация протонов, образуя так называемый электрохимический градиент. И в этом ключ к исследованию. Учёные ввели во взаимодействие с искусственными клетками вторую группу искусственных клеток, которые использовали скопления протонов как «топливо» для выработки молекулы АТФ (аденозинтрифосфата). Эксперимент показал хорошо фиксируемый рост концентраций АТФ при воздействии видимого света на колонию протоклеток.

Группа учёных во главе с руковдителем проекта Еленой Рожковой (справа вверху)

Группа учёных во главе с руководителем проекта Еленой Рожковой (справа вверху)

Дальше дело техники. АТФ — это универсальный источник энергии для всех биохимических процессов, протекающих в живых системах. Фактически это химическое топливо, которое можно запасать и расходовать по своему усмотрению. Из искусственных клеток было выброшено всё лишнее, кроме примитивного механизма для использования протонов в качестве обменных ионов. Иными словами клетке оставили одну-единственную функцию ― синтез богатых энергией молекул-носителей. Также существует вероятность, что вместо протонов в качестве среды обмена можно использовать ионы натрия или ионы кальция.

Наконец, металлические наночастицы вблизи белковой мембраны, поглощающей свет, служат своего рода линзами для фокусировки света на поверхности мембраны, что активизирует биологические реакции. В целом эксперимент признан успешным и будет продолжен.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме
Прежде чем оставить комментарий, пожалуйста, ознакомьтесь с правилами комментирования. Оставляя комментарий, вы подтверждаете ваше согласие с данными правилами и осознаете возможную ответственность за их нарушение.
Все комментарии премодерируются.
Комментарии загружаются...
window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Убил пятерых за пару секунд: в CoD: Modern Warfare вернулась ошибка с ранним появлением одного игрока на карте 2 ч.
Слухи: Project Maverick станет приквелом Battlefront 2 и предложит две сюжетные кампании 2 ч.
8К-текстуры, улучшенное сглаживание и новые визуальные эффекты: Crysis обзавелась фанатским ремастером 2 ч.
Разработчики Scorn: маловероятно, что игры на следующем поколении консолей будут работать при 60 кадрах/с 2 ч.
Опубликовано руководство по программированию на платформе «Эльбрус» 2 ч.
Новую студию Paradox Interactive возглавил создатель Europa Universalis 2 ч.
Тим Суини: «Раздача игр в EGS помогает повысить их продажи в Steam и на консолях» 3 ч.
Gang Beasts лишилась издателя — Double Fine Presents сворачивает деятельность 3 ч.
Помощник «Яндекс.Алиса» научился рисовать картины по просьбе пользователей 3 ч.
Вебинар «Современные решения для резервного копирования данных» 3 ч.