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 24 по 28 июля.
21.07.2017 Щёлковский район
Расписание некоторых электричек Павелецкого направления МЖД изменится с 19 июля по 12 августа в связи с ремонтом пути - Серебряно-Прудский вестникВ середине июля – начале августа на перегоне Узуново – Разъезд 12 км и на станции Узуново Павелецкого направления МЖД железнодорожники проведут плановые ремонтно-путевые работы,
21.07.2017 Серебряно-Прудский вестник
В Старой Купавне проводится дворовый и дорожный ремонт - Администрация г. Старая КупавнаТекст и фото: газета "Купавинские вести" Благоприятные погодные условия способствуют позитивным преобразованиям в облике города.
21.07.2017 Администрация г. Старая Купавна
Заключение договора нельзя игнорировать - Администрация Воскресенского районаКак сообщил зампредседателя правительства региона Дмитрий Пестов, с начала 2017 года в регионе более 200 тысяч собственников квартир заключили договор на техобслуживание внутриквартирного газового оборудования.
21.07.2017 Администрация Воскресенского района
Нет описания - Газета ОсноваПо сообщению директора МКУ ЕДДС-112 Ю.И.Тросина, прошедшая неделя для наро-фоминских коммунальщиков была довольно напряжённой.
21.07.2017 Газета Основа
Должностное лицо ПАО «МОЭСК» привлечено к административной ответственности - Долгие ПрудыМосковским областным УФАС России вынесены постановления о наложении штрафа в общем размере 20 000 рублей по делам об административном правонарушении,
21.07.2017 Долгие Пруды
Должностное лицо ПАО «МОЭСК» привлечено к административной ответственности за нарушение Правил технологического присоединения к электрическим сетям - Газета РодникМосковским областным УФАС России вынесены постановления о наложении штрафа в общем размере 20 000 рублей по делам об административном правонарушении,
21.07.2017 Газета Родник
Энергетики вложат в модернизацию 75 миллионов - Серпуховский районСтраховка от перебоев с электричеством потребует терпения жителей. После недавнего шквалистого ветра, оставившего без электроснабжения 24 деревни и большое количество СНТ и дачных товариществ в Серпуховском районе,
21.07.2017 Серпуховский район
12 ДТП произошло в Подмосковье 20 июля - ТК КварцЗа прошедшие сутки, 20 июля, на дорогах Московской области произошло 12 дорожно-транспортных происшествий, сообщает пресс-служба ГУ МЧС РФ по Московской области.
21.07.2017 ТК Кварц
11 пожаров произошло в Подмосковье 20 июля - ТК КварцЗа прошедшие сутки, 20 июля, в области произошло 11 пожаров: 11 техногенных, природных нет, сообщает пресс-служба ГУ МЧС РФ по Московской области.
21.07.2017 ТК Кварц
Водитель сбил пешехода и скрылся с места ДТП в Рузском округе - Красное знамяДевятилетний житель Рузы попал под колеса автомобиля возле дома №53 по улице Социалистической.
21.07.2017 Красное знамя
Дети получили травмы на детской площадке - Копейка
Дети получили травмы на детской площадке
Двое детей получили травмы на детской площадке на улице Валовая в Сергиевом Посаде.
Копейка
Кто видел, кто знает! Наезд на пешехода! - Новые рубежи
Кто видел, кто знает! Наезд на пешехода!
В деревне Капань совершен наезд на пешехода. 28 июня 2017 года примерно в 22 часа 30минут в деревне Капань Одинцовского района в СНТ «Урожай» около дома 1 был совершен наезд на пешехода.
Новые рубежи
Серпуховичей задержали в Балабанове - Ока Инфо
Серпуховичей задержали в Балабанове
Злата Орлова Группе воришек, орудовавшей в Калужской области, светит до пяти лет тюрьмы   Шесть отечественных автомобилей оказались жертвами грабителей в ночь с 17 на 18 июля в городе Балабаново.
Ока Инфо
Нет описания - Газета ОсноваКогда попадаешь в ситуацию, мягко говоря, непредвиденную... Если случается вдруг «вляпаться в историю» или банально – завязнуть в снегу или в грязи, важно помнить, что спустя какое-то время вспоминать об этом будешь,
21.07.2017 Газета Основа
Воробьев Ступино день поля дом культуры - Правительство Московской областиИсточник: Пресс-служба Губернатора Московской области, Анастасия Осипова Губернатор Московской области Андрей Воробьев 20 июля посетил с рабочим визитом городской округ Ступино,
20.07.2017 Правительство Московской области
На этой выставке картин… - Ленинская ШатураВ ДК ПОСЕЛКА МИШЕРОНСКИЙ ОТКРЫЛАСЬ ВЫСТАВКА МОЛОДЫХ ХУДОЖНИКОВ На протяжении тридцати лет в картинной галерее Мишеронского ДК проходят встречи с прекрасным - вечера поэзии, краеведческие конференции, разноплановые выставки.
21.07.2017 Ленинская Шатура
Пущинская организация людей с ограниченными возможностями отметила девятую годовщину - Пущинская среда
Пущинская организация людей с ограниченными возможностями отметила девятую годовщину
Свою 9-ю годовщину Пущинская городская организация Всероссийского общества инвалидов отметила в старинном городе Коломна.
Пущинская среда
Победа «Калинки» на фестивале в Волгограде - Газета Встреча
Победа «Калинки» на фестивале в Волгограде
С отличным настроением вернулись из Волгограда  участники народного хореографического коллектива «Калинка» (ДК «Октябрь», руководитель Заслуженный работник культуры Московской области Ирина Яцкова,
Газета Встреча
Такое переименование - глумление над памятью патриарха Пимена - Копейка
Такое переименование - глумление над памятью патриарха Пимена
В администрации Сергиева Посада прошли публичные обсуждения по переименованию ул.
Копейка
Егорьевцы на футбольном  турнире SENI cup - Егорьевский Курьер№ 29 от 19 июля 2017 г. На прошлой неделе из Польши с традиционного турнира по мини-футболу Seni cup вернулась команда Егорьевского психо-неврологического интерната (ПНИ).
21.07.2017 Егорьевский Курьер
РОССИЯ - ШВЕЦИЯ: ПРОВЕРКА НА ПРОЧНОСТЬ - ФК РоссиянкаВ пятницу, 21 июля, женская национальная сборная России сыграет второй матч на групповом этапе Чемпионата Европы-2017 в Нидерландах.
21.07.2017 ФК Россиянка
В Королёве будет увеличено число автобусов большого класса на междугородних маршрутах - Администрация г. КоролёвУже в сентябре 2017 года, в соответствии с программой оптимизации маршрутов и обновления автобусного парка, на рейсах «Мострансавто» будут работать 900 новых автобусов малого класса, 243 – среднего,
20.07.2017 Администрация г. Королёв
Московская область – лучшая - Ленинская Шатура
Московская область – лучшая
КОМАНДА ОБЛАСТНОГО ПРАВИТЕЛЬСТВА И ГЛАВ МУНИЦИПАЛИТЕТОВ ЗАВОЕВАЛА КУБОК ГОСУДАРСТВЕННОЙ ДУМЫ ПО ФУТБОЛУ.
Ленинская Шатура
«Сатурн» сыграл свой первый матч против «Динамо» из города Брянск в первенстве ПФЛ зона «Центр» на домашнем стадионе в минувшую среду. - Газета Родник
«Сатурн» сыграл свой первый матч против «Динамо» из города Брянск в первенстве ПФЛ зона «Центр» на домашнем стадионе в минувшую среду.
«Сатурн» с победы начал новый сезон Для главного футбольного клуба Раменского района стартовал новый футбольный сезон.
Газета Родник
ОГИБДД ИНФОРМИРУЕТ - Дмитровский вестник
ОГИБДД ИНФОРМИРУЕТ
ОГИБДД УМВД России по Дмитровскому району, информирует, что в соответствии с Постановлением Правительства Российской Федерации от 28 июня 2017 года N 761 "О внесении изменений в Правила дорожного движения Российской Феде
Дмитровский вестник
свет, лампочка, отключение света, свеча, Москва - Правительство Московской областиИсточник: Фотобанк Московской области, Анастасия Осипова К 1 августа в Подмосковье подготовят дорожную карту по решению проблем строящихся с долевым участием домов,
21.07.2017 Правительство Московской области
Свыше 200 тыс. жителей Подмосковья заключили договор на техобслуживание ВКГО с начала года - Правительство Московской областиИсточник: ©, пресс-служба заместителя председателя правительства Московской области Дмитрия Пестова В Московской области жители стали более ответственно относиться к безопасности при эксплуатации газового оборудования
21.07.2017 Правительство Московской области
В Раменском районе продолжает реализовываться государственная программа софинансирования текущего ремонта подъездов Московской области. - Газета РодникВ Раменском районе продолжает реализовываться государственная программа софинансирования текущего ремонта подъездов Московской области.
21.07.2017 Газета Родник
Стационарный телефон на рабочем месте в Региональном информационном агентстве Московской области (РИАМО). - Правительство Московской областиИсточник: Фотобанк Московской области, Александр Кожохин Горячая линия по росту тарифов жилищно-коммунального хозяйства работает для жителей Подмосковья, сообщает пресс-служба НП «ЖКХ Контроль Московской области».
21.07.2017 Правительство Московской области
Минэкологии: сергиево-посадское предприятие оштрафовано за загрязнение леса - Министерство экологии МОПосле вмешательства минэкологии административному наказанию подверглось АО «ГУ ЖКХ», которое эксплуатирует коммунальные объекты в Сергиево-Посадском районе.
21.07.2017 Министерство экологии МО