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
Дмитрий Жариков проверил ход ремонтных работ на социально-значимых городских объектах - Администрация г. СерпуховВ ходе планового объезда Глава г.о. Серпухов Дмитрий Жариков проинспектировал ход благоустроительных работ по обустройству дополнительных парковочных мест.
18.11.2017 Администрация г. Серпухов
  ...что в связи с выполнением работ по муниципальному контракту по врезке вновь смонтированной теплотрассы в действующую теплосеть 20.11, 21.11, 22.11 с 9:00 до окончания работ будет отключено ГВС на домах:
18.11.2017 Krasnogorsk.Info
Энергетики МОЭСК расчистили в Новой Москве 130 га просек вдоль линий электропередачи - Администрация с.п.ВоскресенскоеЭнергетики МОЭСК расчистили в Новой Москве 130 га просек вдоль линий электропередачи Энергетики ПАО «Московская объединенная электросетевая компания (входит в ГК «Россети») в запланированном объеме произвели расчистку
17.11.2017 Администрация с.п.Воскресенское
Период отключения: 20.11.2017 с 09:00 до 13:00. Причина: Работы на подстанции.
17.11.2017 Администрация гор.пос.Сергиев Посад
Период отключения:  20.11.2017 с 09:00 до 14:00. Причина: работы на подстанции.
17.11.2017 Администрация гор.пос.Сергиев Посад
Период отключения: 20.11.2017 с 09:00 до 16:00. Причина: Работы на линии.
17.11.2017 Администрация гор.пос.Сергиев Посад
«Ленинская Шатура» не принимает анонимные просьбы, обращения и жалобы - Ленинская ШатураОфициальное издание тем и отличается от социальных сетей, что здесь невозможно писать все, что придет в голову, прикрываясь чужой фамилией.
17.11.2017 Ленинская Шатура
Жителей Воскресенского обеспечат качественной водой. Фото: архив - Администрация с.п.ВоскресенскоеЖителей Воскресенского обеспечат качественной водой. Фото: архив На территории Новой Москвы в 2018 году начнутся работы по созданию нового магистрального водопровода.
17.11.2017 Администрация с.п.Воскресенское
Как стало известно редакции lubernet.ru, в городском округе Котельники около 16:00 произошло нападение гражданки одной стран ближней Азии на двух школьниц, которые находились на территории детской площадки,
18.11.2017 LuberNet.Ru
В Королеве собаки загрызли пенсионерку - E-vanteevka.RuПожилая женщина скончалась от укусов собак, возбуждено уголовное дело.
17.11.2017 E-vanteevka.Ru
В серьёзных ДТП пострадали водители и пассажир - КопейкаЗа период, с 10 по 17 ноября текущего года сотрудниками отдела ГИБДД УМВД России по Сергиево-Посадскому району зарегистрировано 66 ДТП с материальным ущербом, а также три происшествия в которых пострадали люди.
17.11.2017 Копейка
Подозреваемую в хранении и сбыте гашиша задержали в Дмитровском районе - Дмитровский вестник
Подозреваемую в хранении и сбыте гашиша задержали в Дмитровском районе
Сотрудники отдела по контролю за оборотом наркотиков возле одного из домов в селе Куликово в Дмитровском районе Подмосковья задержали 39-летнюю местную жительницу, подозреваемую в сбыте наркотических средств,
Дмитровский вестник
Самые крупные взрывы бытового газа в регионах России начиная с 2000 года - Орехово-Зуевская правда
Самые крупные взрывы бытового газа в регионах России начиная с 2000 года
В Ижевске 9 ноября из-за взрыва бытового газа обрушилась часть жилого девятиэтажного дома, о других аналогичных крупнейших случаях обрушения домов — в справке Коммерсантъ-Online Автор фотографии:
Орехово-Зуевская правда
Взрыв газа произошел на газораспределительной станции в Щурове - Коломенская правда
Взрыв газа произошел на газораспределительной станции в Щурове
Сегодня днем в микрорайоне Ларцевы Поляны произошел хлопок газовоздушной смеси в одноэтажном кирпичном здании газораспределительной станции.
Коломенская правда
DSC08623 - OdiNews.RuПоводом для сокращения расходов на культуру стал, как ни странно, портал для помощи жителям «Добродел».
19.11.2017 OdiNews.Ru
Концертные программы к Дню матери, эко-путешествия и многое другое - За новую жизньДетская библиотека-филиал МБУК ЦБС 22 ноября  в 14 часов, читальный зал — встреча работников библиотеки с обучающимися образовательных учреждений и презентация конкурса «Живая классика».
19.11.2017 За новую жизнь
Рок для своих - Красногорские вестиРок для своих 18 ноября в Красногорске в доме культуры «Опалиха» состоялся рок-фестиваль, участниками которого, как обещали организаторы, должны были стать музыкальные коллективы: ГринБит, Haru, Soundtrack, Spofch,
18.11.2017 Красногорские вести
Организм всегда должен находиться в боевой готовности - Люберецкая газета
Организм всегда должен находиться в боевой готовности
Зрительскую любовь Андрей Финягин завоевал давно. В кино он талантливо играет как порядочных людей и сердцеедов, так и редкостных негодяев и подлецов.
Люберецкая газета
Красота случается нечаянно… - Люберецкая газета
Красота случается нечаянно…
В Люберецкой центральной библиотеке имени Сергея Есенина на днях собрались друзья и самые преданные поклонники творчества ветерана радиожурналистики – Заслуженного работника культуры Российской Федерации,
Люберецкая газета
Дайджест мероприятий на выходные 18 и 19 ноября и последующую неделю в Звенигороде - Звенигородские ведомости
Дайджест мероприятий на выходные 18 и 19 ноября и последующую неделю в Звенигороде
Редакция «ЗВ» составила дайджест интересных событий, которые пройдут в Звенигороде в выходные дни выходные 18 и 19 ноября, а также на последующую рабочую неделю.
Звенигородские ведомости
Последняя домашняя игра года принесла три очка - ФК ХимкиСегодня вечером красно-черные завершили домашние матчи 2017 года победой над томской «Томью» со счетом 3:1.
18.11.2017 ФК Химки
Открытый турнир по художественной гимнастике состоялся в Орехово-Зуеве 17 ноября - Орехово-Зуевская правдаОткрытый турнир Московской области по художественной гимнастике на Кубок В.А.
18.11.2017 Орехово-Зуевская правда
Николай Богомолов: «Нам нужна была любая победа, не важно с каким счетом» - ХК ХимикПосле серии неудач воскресенской ледовой дружины, капитан «Химика» Николай Богомолов коротко и емко передал настроение коллектива: «Стыдно за такую игру.
18.11.2017 ХК Химик
В Нахабине прошел турнир округа Красногорск по каратэ - Красногорские вести
В Нахабине прошел турнир округа Красногорск по каратэ
В турнире зарегистрировались 155 спортсменов, но многие соревновались в нескольких дисциплинах, поэтому участников было больше – 344.
Красногорские вести
Болеем за дмировчан! - Дмитровский вестник
Болеем за дмировчан!
18-19 ноября в Инсбруке (Австрия) пройдет первый этап Кубка мира по санному спорту.
Дмитровский вестник
Хоккей с мячом: проверка чемпионом страны - Красногорские вести
Хоккей с мячом: проверка чемпионом страны
В Красногорске на стадионе «Зоркий» 18 ноября красногорская ледовая дружина принимала хабаровский  «СКА-Нефтяник» , действующего чемпиона страны, и уступила – 2:6.
Красногорские вести
Больше хорошей техники – чище дороги - Газета ФактГубернатор Московской области Андрей Воробьев 16 ноября вручил ключи от 165 единиц специализированной дорожной техники руководителям филиалов ГБУ МО «Мосавтодор».
17.11.2017 Газета Факт
Сезон благоустройства-2017 - Красное знамя1415 дворов приведено в порядок 3000 км дорог отремонтировано 75 тысяч машино-мест обустроено Московская область – первый регион в России, где жители имеют право участвовать в выборе дороги,
17.11.2017 Красное знамя
Подмосковным рентгенологам рассказали про современные методы диагностики - Долгие ПрудыВ Подмосковье на базе Московского областного онкологического диспансера в Балашихе завершился цикл обучения врачей-маммологов, в рамках которого специалистам рассказали про современные методы диагностики рака молочной железы.
17.11.2017 Долгие Пруды
Люберчане смогут воспользоваться льготами на автобусный маршрут №7 - Люберецкая панорамаЛЮБЕРЦЫ. 17 ноября. INLUBERTSY.RU – С 1 января 2018 года жители Люберец смогут воспользоваться льготным проездом на маршруты - № 7 «ст.
17.11.2017 Люберецкая панорама
В Подмосковье запретили высаживать детей-безбилетников - Вести-МоскваВодителям подмосковных рейсовых автобусов запретили высаживать детей-безбилетников.
17.11.2017 Вести-Москва