Новости города БезФормата.Ru
Долгопрудный
Главные новости
 
Задать вопрос?

Липидные нанодиски приспособили для получения водородного топлива

Исследовательская группа из США при участии учёных из МФТИ собрала нанобиоконструкцию, которая под действием света производит водород из воды. Специалисты синтезировали нанодиски — круглые кусочки мембраны, состоящие из двойного слоя липидов, — со встроенным светочувствительным белком и соединили их с частицами фотокатализатора оксида титана TiO2. Результаты опубликованы в журнале ACS Nano.


Профессор МФТИ, доктор химических наук и руководитель лаборатории химии и физики липидов Центра исследований молекулярных механизмов старения и возрастных заболеваний МФТИ Владимир Чупин замечает: « Наши лаборатории, которые занимаются мембранными белками и, в частности, нанодисками, в основном ориентированы на биофизические, медицинские проблемы. Но вот недавняя работа с нашими американскими коллегами показывает, что если соединить биологические и технические материалы, нанодиски можно использовать и для выделения водородного топлива».


Водородное топливо


Водород — один из лучших альтернативных источников энергии. При его сгорании образуется водяной пар, так что он не вредит экологической обстановке. Кроме того, коэффициент полезного действия у водородного топлива (>45%) гораздо выше, чем у бензинового или дизельного (<35%). Крупные автомобильные компании, такие как, например, Toyota, Honda и BMW, уже производят автомобили на водородном топливе, однако в ограниченных масштабах. Производство водорода всё ещё является затратным, в том числе и по электроэнергии. Поэтому учёные ищут способ получения водорода с помощью другого энергетического источника.


Берём от природы


Водород можно получить из воды с помощью солнечной энергии. Для этого необходимо присутствие специального вещества — фотокатализатора. Наиболее распространённым фотокатализатором является TiO2. Сам по себе он недостаточно эффективен, поэтому учёные придумывают разные ухищрения: добавляют примеси, измельчают фотокатализатор до наночастиц и т. д. В Аргоннской национальной лаборатории (США) исследователи обратились к биологии и собрали наноконструкцию из TiO2 и белка бактериородопсина. Эти светочувствительные компоненты усиливают действие друг друга и образуют новую систему, функциональность которой намного превосходит набор свойств всех её частей.


Бактериородопсин — светочувствительный белок, находящийся в мембране некоторых бактерий. (Вообще таких белков достаточно много, в данном случае использовался белок бактерии Halobacterium salinarium). Одна часть белка выходит наружу клетки, а другая — внутрь клетки. Под действием солнечного света бактериородопсин начинает качать протоны из клетки в окружающую среду, что обеспечивает производство энергии в бактериальной клетке в виде АТФ. Заметим, что человек в сутки синтезирует около 70 кг АТФ.




Рисунок. Н+ — протон. АТФ — молекула энергии. АТФ-синтаза производит АТФ с помощью энергии протонов. Серым цветом обозначены липиды.

Нанодиски


Современные технологии позволяют синтезировать жизнь «в пробирке», без участия живых клеток. Для создания мембранных белков в искусственных условиях используют различные мембрано-моделирующие среды, в частности, нанодиски. Нанодиск — это кусочек мембраны, собранный из фосфолипидов и опоясанный двумя молекулами специального белка. Размер диска зависит от длины этих белковых ремней. Мембранный белок, каковым является бактериородопсин, будет «чувствовать» себя в нанодиске как дома, в родной мембране, и сохранять свою естественную структуру. Эти чудо-конструкции используются для изучения структуры мембранных белков , для разработки лекарственных форм, и вот теперь их приспособили для фотокатализа. С помощью экспертов из МФТИ исследователи получили нанодиски диаметром 10 нанометров со встроенным бактериородопсином.




Получился водород


Нанодиски замешивали в водном растворе вместе с частицами TiO2 с платиновыми вкраплениями для большего эффекта (не для роскоши, а для фотокатализа). За ночь они сами прикрепились друг к другу. В данном случае бактериородопсин выполнял несколько функций. Во-первых, он был антенной, которая собирает свет и передаёт энергию TiO2, усиливая его фоточувствительность. Во-вторых, он переносил протоны, которые восстанавливались до водорода посредством платинового катализатора. Так как на восстановление затрачиваются электроны, учёные добавили в воду немного метилового спирта в качестве источника электронов. Смесь сначала поместили под зелёный свет, а потом — под белый. Во втором случае водорода получилось примерно в 74 раза больше. В среднем почти постоянное выделение водорода наблюдалось по меньшей мере 2–3 часа.


Раньше уже проводились опыты с подобной конструкцией, но там использовали натуральный бактериородопсин в натуральной мембране. Нанодиски попробовали впервые, и оказалось, что при их применении водорода выделяется столько же или даже больше, но при этом на такое же количество частиц TiO2 требуется меньше бактериородопсина. Учёные предположили, что это связано с тем, что нанодиски строго одинаковые по размеру и компактные, что позволяет им образовать больше связок. Хотя сейчас дешевле использовать натуральный бактериородопсин, возможно, развивающиеся методы синтеза жизни «в пробирке» вскоре сделают применение нанодисков более целесообразным.

Последние новости Подмосковья по теме:
Липидные нанодиски приспособили для получения водородного топлива

Новый вид топлива от МФТИ - Долгие Пруды
Новый вид топлива от МФТИ - Долгопрудный
Липидные нанодиски приспособили для получения водородного топлива Исследовательская группа из США при участии учёных из МФТИ собрала нанобиоконструкцию, которая под действием света производит водород из воды.
10:15 06.07.2017 Долгие Пруды
Липидные нанодиски приспособили для получения водородного топлива - МФТИ
Липидные нанодиски приспособили для получения водородного топлива - Долгопрудный
Исследовательская группа из США при участии учёных из МФТИ собрала нанобиоконструкцию, которая под действием света производит водород из воды.
08:12 06.07.2017 МФТИ
АО «Мособлэнерго» информирует о плановых отключениях электроэнергии В связи с проведением технического обслуживания электросетевого оборудования в период с 25 по 29 сентября будет временно прекращена подача электроэнерги
22.09.2017 Волоколамский район
АО «Мособлэнерго» информирует о плановых отключениях электроэнергии в связи с проведением технического обслуживания электросетевого оборудования в период с 25 по 29 сентября.
22.09.2017 Щёлковский район
Жителям Львовского вернули горячую воду - ТК Кварц  Сказано - сделано. Приятный сюрприз ждал жителей Львовского вчера вечером.
22.09.2017 ТК Кварц
Плановые отключения электроэнергии пройдут в Раменском районе с 25 по 29 сентября - Газета РодникАО «Мособлэнерго» информирует о плановых отключениях электроэнергии в связи с проведением технического обслуживания  электросетевого оборудования в период с 25 по 29 сентября.
22.09.2017 Газета Родник
свет - Ramns.RuАО «Мособлэнерго» информирует о плановых отключениях электроэнергии в связи с проведением технического обслуживания  электросетевого оборудования в период с 25 по 29 сентября.
22.09.2017 Ramns.Ru
АО «Мособлэнерго» информирует о плановых отключениях электроэнергии в связи с проведением технического обслуживания электросетевого оборудования в период с 25 по 29 сентября.
22.09.2017 Администрация г. Химки
Завтра в деревне Югино будет отключена электроэнергия - Шатурский районРаботники филиала Восточные электрические сети ПАО «МОЭСК» продолжают ремонтные работы на объектах электросетевого хозяйства.
21.09.2017 Шатурский район
G 24 krovlya - Администрация г. ПущиноВыездное совещание на объект – многоквартирный дом, где начался капитальный ремонт кровли Глава города Пущино повысил уровень контроля качества и соблюдения сроков выполнения работ по благоустройству территорий,
21.09.2017 Администрация г. Пущино
По подозрению в убийстве Ступинский ОМВД разыскивает двух уроженцев Средней Азии - Ступинская панорамаФото: Ступинский ОМВД ОМВД России по Ступинскому району разыскивает: По подозрению в совершении преступления, предусмотренного ч.1 ст.
21.09.2017 Ступинская панорама
В результате пожара в Рузском округе сгорела сторожка - Красное знамяПожар в случился днем 13 сентября в садоводческом товариществе «Зеленая долина» Дороховской администрации вблизи железнодорожной платформы Партизанская.
22.09.2017 Красное знамя
Клинские полицейские задержали мужчину за неоднократное управление автомобилем в состоянии опьянения - Серп и Молот18 сентября сотрудниками ГИБДД ОМВД России по Клинскому району у одного из домов в деревне Шарино за нарушение Правил дорожного движения был остановлен мотоцикл иностранного производства под управлением 33-летнего жителя
22.09.2017 Серп и Молот
Чрезвычайные происшествия в Ступинском районе с 11 по 17 сентября - Ступинская панорама
Чрезвычайные происшествия в Ступинском районе с 11 по 17 сентября
С 11 по 17 сентября по линии Единой Дежурной Диспетчерской службы Ступинского района на номер «112» поступило 3538 звонков.
Ступинская панорама
УФСБ России обнаружило амфетамин у люберчанки - Люберецкая панорама
УФСБ России обнаружило амфетамин у люберчанки
ЛЮБЕРЦЫ. 21 сентября. INLUBERTSY.RU – УФСБ России по городу Москве и Московской области во взаимодействии с сотрудниками полиции пресечена противоправная деятельность гражданки РФ Ивановой О.А.
Люберецкая панорама
К 71-летию Международного военного трибунала в Нюрнберге - Газета Факт
К 71-летию Международного военного трибунала в Нюрнберге
71 год назад впервые в истории представители всех наций мира осудили злодеев, совершивших особо тяжкие преступления государственного масштаба против человечества – гитлеровский фашистский режим, его карательные институты,
Газета Факт
Афиша	с 25 сентября по 01 октября - Долгие Пруды«ПАРК КУЛЬТУРЫ И ОТДЫХА» (ул. Спортивная и ул. Ак. Лаврентьева, ул. Молодежная) 25.09.
22.09.2017 Долгие Пруды
«Богатырские забавы» на Городке - Звенигородские ведомостиНа территории Звенигородского кремля (Городка) перед собором Успения Пресвятой Богородицы состоялся традиционный праздник «Богатырские забавы», который приурочен к годовщине победы русских воинов в битве на Куликовом поле.
22.09.2017 Звенигородские ведомости
Рустам Хансверов из Люберец стал лауреатом Премии имени Мельникова - ИнфоЛюберцыИнфоЛюберцы - 21 сент. 20 сентября в Раменском прошла церемония вручения Премии союза журналистов Подмосковья имени Виктора Мельникова,
21.09.2017 ИнфоЛюберцы
Дайджест мероприятий на 23-24 сентября и последующую неделю в Звенигороде - Звенигородские ведомости
Дайджест мероприятий на 23-24 сентября и последующую неделю в Звенигороде
Редакция «ЗВ» составила дайджест интересных событий, которые пройдут в Звенигороде в выходные дни 23 и 24 сентября, а также на следующую неделю.
Звенигородские ведомости
ПараАртиада Московской области 2017 состоялась в Пущине - Пущинская среда
ПараАртиада Московской области 2017 состоялась в Пущине
Пущино – гостеприимный город. Здесь происходит множество разных событий. 15 и 16 сентября в Пущино приехало около 350 человек для того, чтобы принять участие в ПараАртиаде Московской области,
Пущинская среда
Выставка картин Виктора Петрова и Владимира Янаки будет работать в Луховицах до 15 октября - Луховицкие вести
Выставка картин Виктора Петрова и Владимира Янаки будет работать в Луховицах до 15 октября
Экспозицию из 103 картин луховицкого художника Виктора Петрова и рязанского живописца Владимира Янаки открыли в выставочном зале историко-художественного музея городского округа Луховицы.
Луховицкие вести
Лучший спасатель Подмосковья - Газета ФактВ целях повышения профессионального мастерства и выявления лучших работников противопожарно-спасательной службы Московской области 20 сентября на базе учебного центра ГКУ МО «Мособлпожспас» в Люберцах прошел смотр-конкур
22.09.2017 Газета Факт
"Погостить в Ялте у Ротару не решился...": продолжение интервью с первым директором ЛДС "Кристалл" Олегом Березовским - Газета Новости неделиЗа почти полувековую историю ледового дворца спорта «Кристалл» в нем соревновались не только хоккеисты и фигуристы.
22.09.2017 Газета Новости недели
afisha - Администрация г.Орехово-ЗуевоНедельная новостная лента мероприятий по спорту, культуре и делам молодежи, >которые пройдут на территории г.о.
22.09.2017 Администрация г.Орехово-Зуево
В Подмосковье стартует Всероссийский парад коммунальной техники - Газета Факт
В Подмосковье стартует Всероссийский парад коммунальной техники
В субботу 23 сентября во всех крупных городах Московской области в рамках Всероссийского парада коммунальной техники муниципалитеты проведут районные парады коммунальной техники.
Газета Факт
Павловопосадские полицейские стали призёрами культурно-спортивного праздника в Красногорске - Павлово-Посадские известия
Павловопосадские полицейские стали призёрами культурно-спортивного праздника в Красногорске
В минувшие выходные в городе Красногорск на стадионе «Зоркий» прошёл культурно-спортивный праздник, посвящённый Дню сотрудника органов внутренних дел Российской Федерации.
Павлово-Посадские известия
На Шаховской «Кристалл-Арене» продолжаются товарищеские матчи - Шаховские вести
На Шаховской «Кристалл-Арене» продолжаются товарищеские матчи
В минувшие выходные прошли встречи между командами «Волоколамск» и «Орион» (Гагарин), «Аврора» (Раменье) и «Парус» (Шаховская).
Шаховские вести
С парада - на трудовой фронт - Газета МаякШумной колонной в 31 мотор завершился смотр техники коммунальных хозяйств, который накануне выходных состоялся на Советской площади.
22.09.2017 Газета Маяк
На работу на велосипеде - Комитет по физкультуре и спорту МОПРИГЛАШАЕМ ВСЕХ ЖЕЛАЮЩИХ ПРИНЯТЬ УЧАСТИЕ В АКЦИИ "НА РАБОТУ НА ВЕЛОСИПЕДЕ"!!!
22.09.2017 Комитет по физкультуре и спорту МО
По сигналам ОНФ в подмосковной балашихе ликвидируют стихийные свалки - Газета КлючВ рамках проекта Общероссийского народного фронта «Генеральная уборка» подмосковные активисты ОНФ продолжают держать на контроле экологическое состояние Балашихи.
22.09.2017 Газета Ключ
DSC01383 - Ramns.RuВ с.п.Островецкое полным ходом ведется благоустройство дворовых территорий.
22.09.2017 Ramns.Ru
Сотрудники Ступинского ОМВД приняли участие в 14-м районном слете юных инспекторов дорожного движения - Ступинская панорамаФото: ОМВД России по Ступинскому району 21 сентября сотрудники ОГИБДД ОМВД России по Ступинскому району приняли участие в 14-м районном слете отрядов юных инспекторов дорожного движения на специализированной площадке «Автогородок».
22.09.2017 Ступинская панорама