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
ремонт дома - Единая Россия Королёв  Член Регионального политсовета Московского областного регионального отделения партии «Единая Россия», депутат Мособлдумы Сергей Керселян посетил дом по улице Циолковского, дом 20/22,
19.01.2018 Единая Россия Королёв
Депутат Мособлдумы Сергей Керселян проводит мониторинг функционирования программы по капремонту домов в Королёве - Единая РоссияЧлен Регионального политсовета Московского областного регионального отделения партии «Единая Россия», депутат Мособлдумы Сергей Керселян посетил дом по улице Циолковского, дом 20/22,
19.01.2018 Единая Россия
Клинский участок скоростной трассы М-11 готов на 80 процентов - Серп и МолотОб этом нашей газете рассказал заместитель руководителя проекта ООО «Трансстроймеханизация» Сергей Данилкин.
19.01.2018 Серп и Молот
ОАО «ПТЭК» в Подольске  завершило ремонтные работы по устранению утечки на теплотрассе в 12 часов 15 минут - Администрация г.ПодольскКак сообщили в Комитете по жилищно-коммунальному хозяйству и благоустройству администрации, предприятие ОАО «ПТЭК» в Подольске по состоянию на 12.15 завершило ремонтные работы по устранению утечки на теплотрассе.
19.01.2018 Администрация г.Подольск
 Предприятие ОАО «ПТЭК» в Подольске приступило к устранению обнаруженной  утечки на теплотрассе в 9 часов утра - Администрация г.ПодольскУтечка на теплотрассе ОАО «ПТЭК» в Подольске была обнаружена 19 января в 9 часов утра.
19.01.2018 Администрация г.Подольск
Utechka - Подольск.РуУтечка на теплотрассе ОАО «ПТЭК» в Подольске была обнаружена 19 января в 9 часов утра на улице Кирова.
19.01.2018 Подольск.Ру
Водоснабжение в мкр. Силикат удалось частично возобновить - Администрация г. КотельникиПо последней информации с места прорыва трубопровода ХВС в мкр. Силикат, аварийной бригаде удалось закольцевать водоснабжение микрорайона по резервной схеме.
19.01.2018 Администрация г. Котельники
Шатура продолжает реализацию партийный проект «Чистая вода» - Единая РоссияВ Шатуре, в феврале планируют запустить станцию очистки воды. Местные единороссы ведут контроль за реализацией данного проекта На территории городского округа Шатура реализуется программа «Чистая вода».
19.01.2018 Единая Россия
В Чехове на пешеходном переходе сбита девочка - Чехов.netДТП с участием несовершеннолетней на 62км+520м автодороги Старосимферопольского шоссе Чеховского района (у д. Дмитровка) произошло вечером 17 января.
19.01.2018 Чехов.net
Подросток напал на школу в Бурятии с ножом и топором - РТВ-ПодмосковьеПострадали шесть детей и учительница Cемь человек пострадали в школе в Бурятии, где подросток напал на учеников и учительницу с ножом и топором.
19.01.2018 РТВ-Подмосковье
Разыскиваются очевидцы смертельного ДТП в Рузском округе - Красное знамяСотрудники ГИБДД ищут очевидцев ДТП, произошедшего 5 января в 20 часов 45 минут на дороге Руза – Можайск вблизи деревни Тишино, чтобы установить все обстоятельства трагедии.
19.01.2018 Красное знамя
У Богородского сбили мужчину, торопившегося на работу - Копейка
У Богородского сбили мужчину, торопившегося на работу
Пешехода, перебегавшего дорогу, насмерть сбил автомобиль на пути к поселку Богородское под Сергиевым Посадом, передает корреспондент «Подмосковье сегодня».
Копейка
До 12 лет лишения свободы может получить клинчанка, похитившая драгоценности - Серп и Молот
До 12 лет лишения свободы может получить клинчанка, похитившая драгоценности
Полицейские города Клин раскрыли грабеж на 250 тысяч рублей. В Дежурную часть ОМВД России по Клинскому району поступило заявление от 46-летнего местного жителя о том, что в его присутствии из дома,
Серп и Молот
Мошенника, ограбившего жительницу Орехово-Зуева, задержали по горячим следам - Орехово-Зуевская правда
Мошенника, ограбившего жительницу Орехово-Зуева, задержали по горячим следам
Полицейские задержали по горячим следам ранее судимого жителя Егорьевского района, ограбившего в Орехово-Зуеве одну из местных жительниц, подозреваемый взят под стражу,
Орехово-Зуевская правда
Новогодний спектакль на английском языке «Золушка» в центральной библиотеке - Администрация г. ЛыткариноВ Центральной городской библиотеке прошел новогодний спектакль на английском языке «Золушка».
19.01.2018 Администрация г. Лыткарино
Музыкальный вечер в библиотеке, посвященный Иоганну Себастьяну Баху - Администрация г. ЛыткариноВ Центральной городской детской библиотеке состоялся литературно-музыкальный вечер «Совершенство божественной музыки», посвященный Иоганну Себастьяну Баху.
19.01.2018 Администрация г. Лыткарино
В Подмосковье снизился уровень младенческой и материнской смертности - Коломенская правдаВладимир Путин посетил Центр материнства и детства в Коломне.
19.01.2018 Коломенская правда
Мороз и метель – веселью не помеха! - Павлово-Посадские известия
Мороз и метель – веселью не помеха!
Афиша учреждений культуры г.о. Павловский Посад на ближайшую неделю – с 19 по 25 января.
Павлово-Посадские известия
Песни от Жар-птицы в Красногорске - Красногорские вести
Песни от Жар-птицы в Красногорске
Юбилейный концерт заслуженной артистки России певицы Елены Калашниковой в Красногорске в ДК «Подмосковье» стал ярким и красивым подарком, завершившим череду новогодних праздников в городском округе Красногорск.
Красногорские вести
Археологическая конференция прошла в г.о. Ступино - Ступинская панорама
Археологическая конференция прошла в г.о. Ступино
Ступинское информагентство, Екатерина Кардаш 19 января в Доме культуры села Городище состоялась XI региональная научно-практическая конференция «Оки связующая нить: археология Среднего Поочья»,
Ступинская панорама
Сыграла карта Назарова - ХК ВитязьВ Нижнекамске «Витязи» повели, но уступили В Нижнекамске «Витязи» повторили уфимский сценарий.
19.01.2018 ХК Витязь
Афиша выходного дня - Администрация г. Серпухов20 января Серпуховский музыкально-драматический театр - Отмена спектакля «Дачный роман» из-за болезни ведущей актрисы Билеты подлежат возврату Камерный молодёжный театр «Зазеркалье» - Музыкальный спектакль
20.01.2018 Администрация г. Серпухов
Новый автозаправочный комплекс появится в Пушкино до конца 2019 года - Газета МаякПять новых современных автозаправочных комплексов появятся в Пушкино, Долгопрудном, Подольске и Одинцовском районе Подмосковья,
19.01.2018 Газета Маяк
Егорьевские КВНщики вернулись из Сочи - Егорьевский Курьер
Егорьевские КВНщики вернулись из Сочи
№ 3 от 17 января 2018 г. Честь родного города они с успехом защитили на международном фестивале В длинные январские каникулы кто-то смотрел телевизор и доедал салаты,
Егорьевский Курьер
Мострансавто расширяет маршрутную сеть - Долгие Пруды
Мострансавто расширяет маршрутную сеть
По итогам конкурсных процедур с начала года региональный перевозчик «Мострансавто» начал обслуживание еще 13 подмосковных маршрутов в Химках, Серпухове, Истре, Волоколамске, Домодедове и Щелкове.
Долгие Пруды
В Химках стартовал биатлонный сезон - Химские новости
В Химках стартовал биатлонный сезон
64 воспитанника химкинской «Спортивной школы по зимним видам спорта» попробовали свои силы в рамках I тура Кубка по пневматическому биатлону.
Химские новости
Александр Коган и Максим Тарханов приняли участие в открытии двух родников в Рузском округе - Красное знамяОкунувшиеся в Крещение в брыньковский источник министр экологии Александр Коган и глава Рузского округа Максим Тарханов отметили его целебную силу В светлый праздник Крещения Господня многолюдно было на недавно благоу
19.01.2018 Красное знамя
Павловопосадцы приняли участие в крещенских купаниях - Павлово-Посадские известияПразднование православного Крещения известно во всём мире обычаем купания в ледяных купелях.
19.01.2018 Павлово-Посадские известия
Выставка в библиотеке - Газета ФактЖить можно, веря и не веря: По вере – всё иль ничего. Но в небеса откроет двери Воды крещенской волшебство.
19.01.2018 Газета Факт
В Красногорске проходят крещенские купания - Красногорские вестиС 18 по 19 января в округе Красногорск прошли традиционные крещенские купания.
19.01.2018 Красногорские вести
В Истре проверили главную купель - Истринские ВСетиГлавную купель для крещенских омовений проинспектировали на безопасность Возле центральной купели на территории Новоиерусалимского монастыря прошло выездное совещание, посвященное подготовке к празднованию Крещения.
17.01.2018 Истринские ВСети