Воскресенье, 22.10.2017, 04:06

ЭКСТРАСЕНС



Приветствую Вас Прохожий | Регистрация | Вход

Меню сайта
Обратная связь
Ссылки и Друзья сайта
  • Свет внутри - Рэйки форум
  • Хижина в горах
  • Партийные сражения
  • Уютный островок
  • КАТАЛОГ САЙТОВ
  • Облако тегов
    Рэйки экстрасенсорика биолокация буддизм 101 история Дзэн Дзэн интерпретация сигналов 9 формул Таката вмешательство Божества герои ИСС измененное состояние сознания гипноз гипнология акупунктура здоровье Дао Дао дэ Цзин Ван Липин
    Новые материалы
    [14.04.2011]

    Категория и название:

    [Работы сторонних авторов]

    За пять минут - Лю Хуншен (1)

    [12.02.2011]

    Категория и название:

    [Работы сторонних авторов]

    Гипнотическое состояние сознания как форма психического отражения (0)

    [11.02.2011]

    Категория и название:

    [Работы сторонних авторов]

    Измененное состояние сознания (другой материал) (1)

    [11.02.2011]

    Категория и название:

    [Работы сторонних авторов]

    Измененное состояние сознания (0)

    [11.01.2011]

    Категория и название:

    [Работы сторонних авторов]

    Ночная кобыла, Ночь, Зима, Смерть (0)

    Новости ресурса
    [01.02.2011]


    Поделиться ссылкой в социальных сетях (0)
    [21.01.2011]


    Новое на сайте за последний месяц (0)
    [07.11.2010]


    Организован новый подраздел Рунника (0)
    [28.08.2010]


    Новый материал 101 история Дзэн (0)
    [28.08.2010]


    Новый раздел Рэйки (0)
    Главная » 2010 » Февраль » 13 » Свет без РАО ЕЭС
    Свет без РАО ЕЭС
    21:24

    Создание искусственной фотосинтетической системы может повысить эффективность солнечных батарей в шесть раз, но для этого необходимо понять молекулярные основы процессов природного фотосинтеза и сконструировать искусственную фотосинтетическую ячейку. Одну из стадий фотосинтеза – процесс расщепления воды – изучили российские и японские ученые.


    Вот уже более ста лет человечество использует тепловые двигатели, коэффициент полезного действия которых очень низок. И дело здесь не в неэффективности экспериментальных установок или технологии, а в фундаментальных законах термодинамики, бороться с которыми невозможно. В условиях ограниченности полезных ископаемых и растущих энергозатрат поиск альтернативных источников энергии как никогда актуален.

    Один из путей решения этой проблемы – поиск эффективных механизмов получения энергии в природе. В частности, таким перспективным процессом является фотосинтез – синтез органических веществ с выделением кислорода с помощью солнечного света и специального пигмента – хлорофилла. Но для использования этого процесса в своих целях человеку необходимо детально изучить его природу на самом высоком уровне.

    На этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences опубликована статья, в которой рассказывается об определении важных энергетических характеристик одной из стадий фотосинтеза – процесса расщепления воды. О ходе и результатах работы корреспонденту «Газеты.Ru» рассказал ее автор, доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник Института фундаментальных проблем биологии РАН Сулейман Аллахвердиев.

    – В чем принципиальная важность детального изучения фотосинтеза?

    – Природа создала механизм преобразования солнечной энергии в химическую энергию, связанный с фиксацией углекислого газа, расщеплением воды и выделением кислорода. Этот процесс называется фотосинтезом. Именно ему мы обязаны жизнью, поскольку именно фотосинтез обеспечивает землю кислородом, а благодаря фиксации углерода у нас имеется нефть, газ, торф, древесина. Все это – продукты фотосинтеза.

    Задача ученых – понять, каковы молекулярные механизмы этого секрета природы. Если разобраться в них до мельчайших деталей, то можно будет создать искусственную технологию преобразования энергии Солнца на основе фотосинтеза и получать электричество, минуя РАО ЕЭС, а также молекулярный водород, годный для топлива. Фотосинтез куда эффективнее современных способов получения энергии, даже использующих возобновляемые источники.

    Для сравнения: при светозависимой стадии фотосинтеза коэффициент преобразования света равен 95%, а этот показатель для современных солнечных батарей в среднем равен 15%.

    Сотрудники Массачусетского технологического института нашли способ преобразования света в электричество с помощью механизма фотосинтеза, который природа уже несколько миллиардов лет использует для получения энергии. Недавно ученые создали прототип элемента, способный генерировать электричество при помощи растительных белков. В качестве реагента используются протеины, выделенные из хлоропластов обычного шпината.

    Такая «шпинатная» батарея способна преобразовывать в электричество до 12% падающего на нее света, а ученые обещают довести это значение до 20% в самое ближайшее время за счет использования нескольких протеиновых слоев.

    До сих пор ученые изучали фотосинтез в основном на высших растениях, которые используют в качестве светособирающих антенн хлорофилл а и b. Не так давно возникла идея использовать другие модельные объекты – цианобактерии, которые не содержат хлорофилл b, а следовательно, являются более простыми объектами для изучения.



    Схема электролиза воды при фотосинтезе//Сулейман Аллахвердиев


    Цианобактерии появились на земле примерно 3,5 млрд лет назад.

    Именно им как основным древним фотосинтетическим машинам мы и обязаны кислородной атмосферой (и до сих пор обязаны, поскольку до 60% кислорода в современных условиях производится океаническим фитопланктоном, в основном состоящим из цианобактерий).

    В 1996 году был открыт новый вид цианобактерии – Acaryochloris (А – без; caryo – ядро; chloris – зеленый, «безъядерная зелень»), у которой светособирающие антенны почти полностью (на 95%) состоят из хлорофилла d. Эти хлорофиллы а и d представляют собой тетрапирролы с координированным двухвалентным магнием посредине, мало отличающиеся структурно, но имеющие разные максимумы поглощения. Если хлорофилл а поглощает в видимой области спектра, то хлорофилл d – в инфракрасной, длинной области спектра. Эволюционно такой сдвиг оправдан, поскольку Acaryochloris обитает на глубинах, под основной массой фитопланктона, поглощающего сильный, но «короткий» свет. Этим же цианобактериям достаются длинные волны, глубоко проникающие в толщу воды. 

    Удивительным в данном случае является то, что эффективность фотосинтеза примерно одинакова у цианобактерии Synechocystis, обитающей на поверхности воды и использующей для фотосинтеза сильный свет видимой области, и у Acaryochloris, живущей на глубине и использующей инфракрасный свет низкой интенсивности.

    – Что было сделано в ходе данной работы?
    – Известно, что для эффективного процесса расщепления воды и выделения кислорода нужна значительная энергия (около 1.2 эВ?).


    Эффективность фотосинтеза определяется рядом механизмов, создающих высокий окислительный потенциал в реакции окисления воды.

    В этом деле очень важна разность потенциалов, создаваемая при возбуждении первичного донора – димера хлорофиллов – и первичного акцептора электронoв, которым в обоих случаях служит феофитин (хлорофилл, в котором отсутствует магний). В данной работе нам удалось определить редокс-потенциал (окислительно-восстановительный потенциал) феофитина в обычных условиях (рН 7,0, температура 25°C). Выяснилось, что при разной энергии поглощения хлорофилла а (1,82 эВ) и хлорофилла d (1.74 эВ) редокс-потенциалы первичного акцептора феофитина тоже разные (-536 мВ и -478 мВ соответственно). При этом энергия переноса с возбужденной формы первичного донора на первичный акцептор одинакова в обоих случаях и составляет примерно 80 мВ.

    Это зависит от первичной аминокислотной последовательности белка D1, с которым взаимодействует феофитин, а также от других факторов, которые еще предстоит изучить. Таким образом, меняя структуру D1, или светособирающего комплекса, сдвигая в ту или иную сторону максимумы поглощения светособирающих антенн, сохраняя при этом постоянной разницу потенциала между возбужденной первичным донором и первичным акцептором электрона, мы можем приспособить фотосинтез под свои нужды.

    Знание полных нуклеотидных последовательностей геномов разных организмов и структуры основных компонентов, принимающих участие в расщеплении воды и выделении кислорода, позволяет с помощью генетических манипуляций создавать гибридные искусственные системы по образу и подобию фотосинтеза. Открытие длинноволновой системы восприятия света, возбуждения и передачи электрона в фотосинтетической цепи и принципа ее работы расширяет возможности использования световой энергии (теперь – и низкой интенсивности!) для получения электричества, a также молекулярный водород и кислород при расщеплении воды в качестве неиссякаемого источника энергии для планеты.

    – Расскажите, пожалуйста, о коллективе ученых, проводивших эту работу.
    – Данная работа проведена российскими биологами из Пущино (Институт фундаментальных проблем биологии РАН, бывший Институт фотосинтеза) в соавторстве с коллегами из Японии.

    ИФПБ – ведущий центр по исследованию фотосинтеза в мире.

    Руководит институтом всемирно известный исследователь первичных процессов фотосинтеза (на фемтосекундном (1 фемтосекунда = 10-15 секунды) временном разрешении разделения зарядов), академик РАН Владимир Анатольевич Шувалов. Работы в области первичных процессов там поставлены на самом высоком уровне. В настоящее время все более активно внедряются методы молекулярной биологии и биоинженерии. Институт активно сотрудничает с учреждениями из США, Канады, Швеции, Германии, Великобритании, Голландии, Японии. 

    Я сам работаю с японскими коллегами с 1989 года. Сначала работал в Национальном институте общей биологии, а в настоящее время веду сотрудничество с Токийским и Киотским университетами, Институтом молекулярных наук, в том числе и по проблеме конструирования искусственных фотосистем.

    За время совместной работы у нас вышел ряд совместных статей и обзоров в ведущих международных журналах (PNAS, EMBO J., Plant Physiology и других). Я также сотрудничаю с зарубежными коллегами из Канады, Швеции, Германии, Сингапура, Испании, Индии, Турции и являюсь членом редакционных коллегий нескольких ведущих международных журналов: BBA (Bioenergetics), International Journal of Hydrogen Energy, Journal of Photochemistry and Photobiology. B., The Open Structural Biology Journal.

    http://www.gazeta.ru/science/2010/02/12_a_3323131.shtml

    Просмотров: 266 | Добавил: Raidho | Рейтинг: 0.0/0 |
    Всего комментариев: 0
    Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
    [ Регистрация | Вход ]
    Поиск
    Интеллектуальная поисковая система Nigma.ru
    Форма входа
    Статистика

    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0
    Яндекс.Метрика
    Сегодня День Рождения
    unison(30), asdimonas(27)
    Лунные дни, лунный календарь, лунная магия
    Фазы Луны
    Календарь


    Search Engine Optimization
     


    Search Engine Optimization

    Каталог сайтов Всего.RU Каталог@Mail.ru - каталог ресурсов интернет

      
    Copyright MyCorp © 2017