Квантовая биология? Вибрации повышают эффективность фотосинтеза — Naked ScienceNaked Science
14.07.2014, 09:07
4 минуты
Naked Science
12

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. 

 

19 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Международная группа ученых обнаружила никогда не встречавшееся ранее соединение — пентаоксид плутония. Выяснилось, что оно очень стабильно.

18 октября
5 минут
Сергей Васильев

Астрономам удалось выяснить состав недр далеких землеподобных экзопланет, наблюдая за их распадом и гибелью.

19 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Ученые сообщили об обнаружении совершенно нового геофизического явления — ураганов, которые вызывают землетрясения.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

17 октября
4 минуты
Илья Ведмеденко

Согласно представленным данным, вместо космического аппарата «Космос-2535» на орбите сейчас находятся пять объектов.

16 октября
3 минуты
Никита Шевцов

Биологи обнаружили вирус, который не может самостоятельно заражать клетки. Предполагается, что он пользуется помощью других вирусов.

16 октября
2 минуты
Илья Ведмеденко

Ученые сравнили состояние мозга женщин, имеющих детей, и тех, у кого их никогда не было. Выводы оказались более чем интересны.

[miniorange_social_login]

Комментарии

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