Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Cолнечную батарею из белка и квантовых точек создали в России

Ключевые слова:  белки, квантовые точки, МИФИ, солнечная энергетика

Опубликовал(а):  Палии Наталия Алексеевна

15 декабря 2019

РИА Новости. Ученые НИЯУ МИФИ создали "солнечную батарею" на основе гибридного материала, состоящего из квантовых точек и светочувствительных белков. Авторы разработки считают, что она имеет большой потенциал для солнечной энергетики и оптической обработки информации. Результаты исследования опубликованы в "Biosensors and Bioelectronics".

Белки одноклеточных организмов архей – бактериородопсины – способны перерабатывать энергию света в энергию химических связей (подобно хлорофиллу у растений). Это происходит за счет переноса положительного заряда через клеточную мембрану. Бактериродопсин работает как протонный "насос", что делает его готовым природным элементом солнечной батареи. Важное отличие бактериродопсина от хлорофилла – это его способность работать без участия кислорода. Это позволяет археям жить в очень агрессивных средах вроде глубин Мертвого моря, что эволюционно привело к их высокой химической, термической и оптической стабильности. При этом, осуществляя "прокачку" протона, бактериородопсин многократно меняет цвет за миллиардные доли секунды, поэтому он является перспективным материалом для создания голографических процессоров. Ученые Национального исследовательского ядерного университета "МИФИ" сумели значительно улучшить эти свойства бактериородопсина, связывая его с квантовыми точками – полупроводниковыми наночастицами, способными концентрировать световую энергию в масштабах всего нескольких нанометров и передавать ее бактериородопсину без испускания света. "Мы создали высокоэффективную работающую светочувствительную ячейку, генерирующую электрический ток под действием света с очень низкой энергией фотонов. В обычных условиях такая ячейка не работает, так как светочувствительные молекулы вроде бактериородопсина поглощают свет только в очень узком диапазоне энергий. А квантовые точки делают это в очень широком диапазоне, и даже могут преобразовать два фотона низкой энергии в один фотон высокой энергии, как бы складывая их", - рассказал один из авторов исследования, научный сотрудник НИЯУ МИФИ Виктор Кривенков. По его словам, создавая условия для излучения фотона высокой энергии, квантовая точка может не излучать его, а передать бактериородопсину. Так в НИЯУ МИФИ получили ячейку, способную работать при освещении в диапазоне от ультрафиолетового до инфракрасного. "Мы используем междисциплинарный подход на стыке химии, биологии, физики наночастиц и фотоники. Квантовые точки получают методами химического синтеза и покрывают молекулами, делающими их поверхность одновременно биосовместимой и заряженной, после чего связывают с поверхностью бактериородопсин-содержащих пурпурных мембран архей Halobacterium salinarum. В итоге у нас – гибридные комплексы, в которых эффективность переноса энергии от квантовой точки к бактериородопсину очень высока (около 80%)", - рассказал ведущий ученый лаборатории нано-биоинженерии НИЯУ МИФИ Игорь Набиев. Как считают авторы разработки, полученные результаты демонстрируют потенциал создания высокоэффективных светочувствительных элементов на основе биоструктур. Они применимы не только в солнечной энергетике, но и в оптической обработке информации. Авторы подчеркивают очень высокое качество нано-био-гибридного материала и перспективу превзойти лучшие коммерческие образцы с возможным увеличением эффективности на порядки. Следующая задача научного коллектива в этом направлении - оптимизировать структуру светочувствительной ячейки.


Источник: researchgate, РИА Новости



Комментарии
Петров Виктор Алексеевич, 19 февраля 2020 12:05 
Да быстрее бы уже разрабатывали нормальные батареи, а то вечная проблема со смартфоном. В игровые автоматы со ставкой от копейки на мелочь играл и высаживается аккумулятор очень быстро от игры

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Ещё немного про звезды...
Ещё немного про звезды...

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Пластырь по мотивам колючек кактуса быстро и эффективно собирает капли пота для анализа. Как нож сквозь масло, или секреты резки полимеров. Алмазное стекло из фуллеренов. Есть только миг: метаморфозы антиферромагнитного кристалла в терагерцовом импульсе. Лазерная нарезка струи или оптофлюидный резонанс.

С Новым годом!
Мы надеемся, что Новый год принесет всем удачи, новые достижения, откроет перспективы и сделает мир лучше. Поздравляем всех с Новым годом!

Наносистемы: физика, химия, математика (2021, Т. 12, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume12/12-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Электронные материалы Заочной Научно - Технологической Школы - 2021
А.А.Семенова, Е.А.Гудилин, коллектив авторов
С 15 ноября по 15 декабря 2021 в рамках XVI Всероссийской Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" проведено подготовительное мероприятие для потенциальных участников Олимпиады - Заочная Научно-Технологическая Школа (ЗНТШ'2021). В этой статье собраны основные факты и сборник электронных материалов ЗНТШ.

Десять лет перовскитной солнечной энергетики
Е.А.Гудилин , Mend Comm, А.Б.Тарасов, Н.Н.Удалова, А.А.Петров, другие авторы
Журнал Mendeleev Communications опубликовал виртуальный специальный выпуск «Ten years of hybrid perovskite photovoltaics and optoelectronics in the mirror of MAPPIC 2020 meeting»

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2021
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 8, 9, 10 и 11 июня 2021 г. Начало защит в 11.00. Защиты пройдут с использованием дистанционных образовательных технологий.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.