Квантовая биология? Вибрации повышают эффективность фотосинтеза — Naked Science
14.07.2014
4 минуты
Редакция
106

Квантовая биология? Вибрации повышают эффективность фотосинтеза

Процесс фотосинтеза очень важен для производства солнечных батарей. Методы разделения заряда помогут создать аналогичные в искусственных системах. Вибрация в молекуле создает эхо при спектроскопии.

understanding-photosynthesis92

С помощью фотосинтеза растения и некоторые виды бактерий превращают солнечный свет, воду и углекислый газ в подпитку для своей жизнедеятельности, одновременно насыщая атмосферу кислородом, необходимым другим организмам.

 


Фотосинтез (ФС) – наиважнейший биохимический процесс на Земле, который ученые, тем не менее, не до конца понимают. Открытия в области квантовой биологии могут позволить инженерам при построении более эффективных солнечных батарей.


 

Американские биологи в своей новой работе сумели определить молекулярные вибрации, которые облегчают процесс разделения заряда – высвобождение электронов из атомов в первоначальной стадии ФС. 

 

Как биологические, так и искусственные системы поглощают энергию света и используют ее при разделении заряда. В природном фотосинтезе с помощью такого разделения производится биохимическая энергия. Используя те же методы разделения в искусственных системах, мы хотим использовать процесс разделения заряда для производства электроэнергии или биотоплива.

 

– Дженнифер Огилви, Мичиганский университет

 

 

Огилви и ее группа разработали эксперимент с использованием сверхкоротких лазерных импульсов, которые по скорости могут сравняться с быстротой разделения заряда. С их помощью им удалось проследить, как развивается процесс фотосинтеза в режиме реального времени.

 

В качестве объекта исследования был выбраны листья шпината. Ученым удалось с помощью лазерных импульсов возбудить фотосистему II, а затем изучить полученные сигналы. В этих сигналах были, в числе прочего, записаны длительные эхо-отзвуки, которые указали ученым на специфические молекулярные колебания. Причиной тому – вибрация в молекуле, происходящая во время разделения заряда.

 

В частности, ученым удалось определить, что если разрывы в энергетических уровнях близки к частоте молекулярных вибраций, разделение заряда происходит с повышенной интенсивностью.

 

Это открытие может помочь при разработке новых искусственных материалов, обладающих схожими колебательными и электронными свойствами, что позволит значительно повысить процесс разделения заряда. 

 

Позавчера, 16:05
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

Вчера, 12:24
7 минут
ТГУ

Старший научный сотрудник лаборатории «Гербарий» БИ ТГУ Вера Костикова совместно с новосибирскими коллегами выявила ценные лекарственные свойства у спиреи – кустарника, используемого в озеленении городов и дачных участков. Фитохимическое исследование показало, что растение обладает противовирусной и антиоксидантной активностью, что делает его перспективным для использования в медицине.

Позавчера, 12:35
7 минут
ФизТех

Российские ученые из МФТИ, ФТИАН и ИТМО создали нейросеть, которая научилась предсказывать поведение квантовой системы, «взглянув» на ее схему. Такая нейросеть самостоятельно находит те решения, которые хорошо подходят для демонстрации квантовых преимуществ. Это поможет исследователям разрабатывать эффективные квантовые компьютеры.

Позавчера, 16:05
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

Вчера, 12:24
7 минут
ТГУ

Старший научный сотрудник лаборатории «Гербарий» БИ ТГУ Вера Костикова совместно с новосибирскими коллегами выявила ценные лекарственные свойства у спиреи – кустарника, используемого в озеленении городов и дачных участков. Фитохимическое исследование показало, что растение обладает противовирусной и антиоксидантной активностью, что делает его перспективным для использования в медицине.

13 января
7 минут
Сергей Васильев

Прямые улицы неолитических деревень Центральной Европы неизменно слегка поворачивают налево: ученые связывают это с особенностями работы человеческого зрения, о которых не подозревали строители каменного века.

Позавчера, 16:05
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

20.12.2019
24 минуты
Ольга Иванова

На самом деле, на логотипе этих гаджетов вовсе не яблоко, а контаминация знаков птицы и огня. Потому что символ компании VinSmart, входящей в корпорацию VinGroup, — энергия, устремленная ввысь. Это настоящее вьетнамское чудо, выросшее на продаже лапши быстрого приготовления, а теперь имеющее сеть супермаркетов, отелей, школ, производящее автомобили, кондиционеры, телевизоры, электроскутеры, умные дома и смартфоны для местного населения. Впрочем, не только для местного — гаджеты от VinGroup уже вышли на российский рынок. Naked Science побывал на заводе во Вьетнаме и узнал все о том, как их делают.

7 января
44 минуты
Александр Березин

Вашингтон и Тегеран близки к войне как никогда за последние годы. Но, скорее всего, США не пойдут дальше ограниченных ударов. Слишком уж неприятные последствия имели предшествующие силовые операции Штатов в Иране. Попробуем разобраться, что именно их остановит на этот раз.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: