Антенна из ДНК для концентрации солнечной энергии

Исследователи из Технического Университета Чалмерса (Chalmers University of Technology) обнаружили эффективное решение для сбора солнечного света в процессах искусственного фотосинтеза. Посредством совмещения самособирающихся молекул ДНК с простыми молекулами красителя, исследователи создали систему, которая сама принимает необходимую форму с функциями антенны.

Искусственный фотосинтез – одна из самых популярных тенденций в энергетических исследованиях. Многие мировые энергетические проблемы решились, если бы ученым удалось воссоздать способность растений трансформировать солнечную энергию в топливо. Земля собирает достаточно солнечного света в час, чтобы удовлетворить наши энергетические потребности на целый год.

Исследовательская команда из Университета Чалмерса совершила нанотехнологический прорыв в первом шаге, необходимом для искусственного фотосинтеза. Ученые продемонстрировали возможность использования самособирающихся молекул ДНК в качестве «строительных лесов» для создания искусственных систем, концентрирующих свет.

Основа «строительных лесов» в растениях и водорослях состоит из большого числа протеинов, которые формируют молекулы хлорофилла для обеспечения эффективного сбора света. Система достаточно сложна и ее почти невозможно создать искусственно.

Используя подход молекулярной самосборки, исследователи смогли подойти к применению методов самой природы. Если какая-либо молекула для сбора света повредится, через секунду она будет заменена дугой. В этом смысле систему можно считать самовосстанавливающейся в отличие от случая, когда молекулы помещаются на свои места методами синтетической органической химии.

В растениях и водорослях свет перемещается в центр реакций для синтеза сахаров и других богатых энергией молекул. «Мы можем смещать энергию в реакционный центр, но мы еще не определились с тем, как будут проходить сами реакции», говорит Bo Albinsson, профессор физической химии и глава исследовательской группы. «На самом деле это самая сложная задача в искусственном фотосинтезе и мы решили ее. Мы показали то, как легко может быть построена антенна. Нам удалось воспроизвести эту часть природного чуда».

Источник: Chalmers University of Technology.

Комментарии: