Добавить в избранное
Инфореактор
Войти через социальную сеть
Вконтакте Facebook
или
Войти
О насО нас Предложить материал Вопросы
iReactor +79095816425
Россия Малоохтинский проспект, 68, корпус 4 195112
ВКонтакте
Facebook
Твиттер
Одноклассники
Наш канал в Telegram
RSS

Генную инженерию возможно использовать для создания солнечных батарей нового типа

11:48 16.10.2015 316

Генную инженерию возможно использовать для создания солнечных батарей нового типа
Подписывайтесь на наш Telegram, чтобы быть в курсе самых важных новостей.
Для этого нужно пройти по ссылке и нажать кнопку Join.

Природе потребовались миллиарды лет, чтобы усовершенствовать фотосинтез, который прямо или косвенно поддерживает практически всё живое на Земле. Этот процесс достиг почти 100% эффективности в транспортировке энергии солнечного света от рецепторов к реакционным центрам, где используется энергия квантов света. При этом значения КПД существенно превышают соответствующие показатели у самых лучших солнечных батарей на сегодняшний день.  

Одним из способов достижения такой эффективности является использование растениями одного из эффектов квантовой физики – квантовой суперпозиции. Если использовать нестрогое определение, то благодаря этому эффекту частица может существовать в более чем одном состоянии. Инженеры Массачусетского технологического института (MIT) воспользовались квантовой суперпозицией для создания самой эффективной светособирающей системы на текущий момент.

Причём исследователи разработали новый подход в солнечной энергетике без использования высокотехнологичных материалов или микрочипов. К удивлению многих, были использованы   генетически модифицированные вирусы, бактериофаги (в природе эти вирусы избирательно поражают бактериальные клетки).

Это достижение, соединившее квантовую физику и генетическую инженерию, было опубликовано на это неделе в научном журнале Nature. Ведущими авторами исследования являются Анжела Белчер, специалист MIT по генной инженерии вирусов, и Сет Ллойд, специалист в области кванотовой физики, также из MIT. Помимо них в исследовании приняли участие четырнадцать научных сотрудников из США и Италии.

Ллойд, профессор инженерной механики, объясняет, что в процессе фотосинтеза фотон попадает на рецептор, называемый хромофором, который в свою очередь производит экситон – квантовую квазичастицу, представляющую собой электронное возбуждение.  Экситон начинает перемещаться от одного хромофора к другому, пока не достигнет реакционного центра, где энергия будет использоваться для построения молекул, поддерживающих жизнь.

Однако траектория перемещения экситона случайна и неэффективна, если он не будет использовать квантовые эффекты, которые позволят ей выбирать лучший путь из нескольких возможных. В таком случае экситон будет вести себя как волна, а не как частица.

Однако эффективное движение экситонов требует одного ключевого условия: хромофоры должны быть расположены в соответствии с необходимым расстоянием для скачка.  Это требование объясняется «квантовым эффектом Златовласки».

Вот здесь и пригодились бактериофаги. Белчер смогла разработать методику создания синтетических хроматофоров и добилась возможности создания нескольких разновидностей бактериофагов с разными расстояниями между хроматофорами. Дальше оставалось только выбрать самую эффективную разновидность.

В конце концов, учёным удалось  увеличить скорость передвижения экситонов более чем вдвое, что значительно улучшило эффективность процесса.

Профессор химии и химической биологии в Гарварде Алан Аспуру-Гузик высоко оценил значимость проделанной работы. Он отметил, что доступ к контролируемым экситонным системам является целью многих исследователей, а группе исследователей из  MIT удалось создать устройство с улучшенным контролем скорости экситонного потока.

Источник материала: http://phys.org/news/2015-10-newly-mobile-eye-test-device-prescription.html


Загрузка...
Комментарии для сайта Cackle
Отправить сообщение об ошибке?
Ваш браузер останется на этой же странице
Спасибо!