Солнечная батарея размером с молекулу

15.10.2012

Команда ученых во главе с Иоахимом Райхертом, Иоханесом Бартом и Александром Холляйтнером из Технического университета Мюнхена, а также Итаи Кармели из Тель-Авивского университета разработала метод измерения фототока, вырабатываемого всего одной молекулой. Ученые смогли показать, что такие одномолекулярные системы можно собрать вместе, чтобы они вырабатывали ток. Конечно, не в масштабах бытового электрического тока из розетки для, скажем, холодильника. Белки представляют собой управляемые светом высокоэффективные электронные насосы, состоящие из одной молекулы, которые могут выступать в качестве генераторов тока в наномасшабных электрических цепях. Результаты опубликованы в Nature Nanotechnology на этой неделе.

Ученые исследовали центр реакции, представляющий собой комплекс хлорофилла - белка, находящегося в мембранах хлоропластов из цианобактерий. Растения, водоросли и бактерии используют фотосинтез для преобразования солнечной энергии в химическую. Начальная стадия этого процесса - где белок поглощает свет и химическая энергия преобразуется в электрическую. До сих пор ни один из доступных методов не был достаточно чувствителен, чтобы измерить величину фототока отдельного белка.

Первая и основная проблема физиков состояла в разработке метода электрической связи одиночных молекул в сильном световом поле. Фотосинтетические белки, оптически возбуждаемые потоком фотонов, направляются через четырехгранный золотой наконечник, который в то же время является электрическим контактом. С помощью этой техники физики и смогли наблюдать за фототоком, выработанным единственной частицей белка.

В дальнейшем фотосинтетические белки обещают стать перспективными блоками для применения в молекулярной оптоэлектронике.

<< Назад: Дисплей Samsung Galaxy S III лучше дисплея Apple iPhone 5 15.10.2012

>> Вперед: HDD объемом 10 ТБ не за горами 14.10.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Оптоволокно со скоростью передачи данных до 255 Тбит/с 09.11.2014 Коллектив ученых из Нидерландов, Китая и США представили новую разработку - оптоволокно, которое позволяет передавать данные со скоростью до 255 Тбит/с. Полученный материал обладает пропускной способностью, которая в 21 раз превышает показатели лучших современных оптических кабелей (для них она составляет 7-8 Тбит/с). Пользу достижения трудно переоценить, поскольку, согласно результатам исследований, с развитием технологий потребность в увеличении скорости передачи информации увеличивается в геометрической прогрессии. При этом передача значительных объемов данных в оптоволокне ограничивается потерями, которые объясняются отклонениями от законов линейной оптики. Подобные отклонения происходят из-за высокой энергии световой волны. В обычном оптоволокне сердцевина представляет собой цилиндр из стекла или пластика, проходящий по всей длине кабеля. Такая сердцевина окружена средой, оптические свойства которой не дают свету выйти за ее пределы. По словам ученых, им удалось задействовать не одну сердцевину, а целых семь. Кроме того, в новом волокне были введены два дополнительных измерения. Помимо этого ученые применили технологию, которая позволяет задействовать в одном волокне несколько частотных каналов. При этом каждый из каналов переносит отдельную информацию. Сообщается, что диаметр волокна в результате практически не изменился. Свое усовершенствование ученые сравнивают с многополосной дорогой, в отличие от дороги однополосной (оптическое волокно с одной сердцевиной). Что касается двух дополнительных измерений, то можно проиллюстрировать их ситуацией, когда три автомобиля наезжают друг на друга, находясь на одной полосе.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025