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
Должников Канала имени Москвы оставят без электричества из‑за долгов - Дмитровский вестникРевизия энергетического комплекса ФГБУ «Канал имени Москвы» выявила серьезные нарушения в расчетах потребителей электроэнергии, производимой на гидроузлах Московского бассейна, их будут отключать от электроснабжения,
17.08.2017 Дмитровский вестник
Масштабные ремонтные и благоустроительные работы в г.о. Серпухов производятся на ежедневной основе.
16.08.2017 Администрация г. Серпухов
Как сообщил директор МУП «Водоканал» г. Подольска М.М. Семин, в Городском округе Подольск продолжается работа по повышению качества водоснабжения населения.
16.08.2017 Podolsk-Life.Ru
В рамках муниципальной программы "Обеспечение жителей городского поселения Нахабино качественной инфраструктурой, средой проживания" ведутся работы по 7 запланированным адресам.
16.08.2017 Красногорский район
Период отключения: 21.08.2017 с 13:00 до 16:00. Причина: монтаж кабеля.
16.08.2017 Администрация гор.пос.Сергиев Посад
Проведение капитального ремонта многоквартирных жилых домов обсудили в администрации города - Администрация г.КоломнаЗаместитель главы администрации А.А. Черкасова провела встречу с председателями советов МКД, в которой приняли участие представители управляющей, подрядной и проектной организаций:
16.08.2017 Администрация г.Коломна
Период отключения: 21.08.2017 с 09:00 до 13:00. Причина: монтаж кабеля.
16.08.2017 Администрация гор.пос.Сергиев Посад
Московское областное УФАС России рассмотрело жалобу ЗАО «Сервис ЛИФТ» на действия Муниципального предприятия городского округа Озёры «Ремонтно-эксплуатационное управление» и Муниципального казённого учреждения городского
16.08.2017 УФАС
Сотрудниками полиции УМВД России по Дмитровскому району задержаны двое жителей Московской области в возрасте 35 и 40 лет, подозреваемых в совершении серии краж из частных домов.
17.08.2017 МВД Московской области
9 пожаров произошло в Подмосковье 16 августа - ТК КварцЗа прошедшие сутки, 16 августа, в области произошло 9 пожаров: 9 техногенных, природных нет, сообщает пресс-служба ГУ МЧС РФ по Московской области.
17.08.2017 ТК Кварц
21 ДТП произошло в Подмосковье 16 августа - ТК КварцЗа прошедшие сутки, 16 августа, на дорогах Московской области произошло 21 дорожно-транспортных происшествия, сообщает пресс-служба ГУ МЧС РФ по Московской области.
17.08.2017 ТК Кварц
Водитель на Opel сбил пешехода на 1-ой Ударной - Копейка
Водитель на Opel сбил пешехода на 1-ой Ударной
За период, с 4 по 11 августа текущего года сотрудниками отдела ГИБДД УМВД России по Сергиево-Посадскому району зарегистрировано 115 ДТП с материальным ущербом,  а также три происшествия,
Копейка
Банду из 8 ореховозуевцев осудили за квартирное мошенничество - Орехово-Зуевская правда
Банду из 8 ореховозуевцев осудили за квартирное мошенничество
Орехово-Зуевский городской суд Московской области вынес обвинительный приговор по уголовному делу в отношении 8 местных жителей за то, что они используя подложные документы, завладели пятью квартирами, расположенными в Орехово-Зуеве,
Орехово-Зуевская правда
И ЕЩЁ РАЗ ПРО БДД… - Дмитровский вестник
И ЕЩЁ РАЗ ПРО БДД…
В минувшие выходные в Подмосковье на федеральных трассах был отмечен резкий всплеск ДТП с летальными исходами: погибло 18 чело-век, в том числе и дети… Ольга Ефимова - К счастью, на дорогах,
Дмитровский вестник
Люберецкие журналисты побывали на пресс-конференции у главы минимущества МО - Люберецкая панорамаЛЮБЕРЦЫ. 16 августа. INLUBERTSY.RU - Люберецкие журналисты приняли участие в пресс-конференции у главы минимвущества МО Андрея Аверкиева, которая состоялась 16 августа в агентстве Интерфакс, сообщает Люберецкое информагентство.
16.08.2017 Люберецкая панорама
Выставка «Кружева плету» будет работать в Подольске до 10 сентября - Подольский рабочийВыставка под названием «Кружева плету» открылась в Подольском выставочном зале 11 августа, на ней представлено 47 произведений, созданных в старинной и редкой технике коклюшечного кружева.
17.08.2017 Подольский рабочий
Строителей наградили в Подмосковье - Правительство Московской областиИсточник: Пресс-служба Губернатора Московской области Торжественное мероприятие, посвященное Дню строителя и 60-летию создания строительной индустрии Московской области, прошло 16 августа в доме правительства Подмосковья,
16.08.2017 Правительство Московской области
Учреждения культуры пройдут независимую проверку качества услуг - За новую жизнь
Учреждения культуры пройдут независимую проверку качества услуг
В Московской области 10 августа началась общественная проверка качества услуг 364 учреждений культуры, по итогам которой будет сформирован рейтинг, сообщает пресс-служба министерства культуры Подмосковья.
За новую жизнь
«ГОРОД» РАССКАЖЕТ О ГОРОДЕ - Долгие Пруды
«ГОРОД» РАССКАЖЕТ О ГОРОДЕ
Уникальный спектакль о жизни первых дирижаблистов ждет долгопрудненцев в новом театральном сезоне Пока жители Долгопрудного наслаждаются последними летними днями,
Долгие Пруды
Артефакты, найденные в ходе археологических раскопок в Звенигороде - Звенигородские ведомости
Артефакты, найденные в ходе археологических раскопок в Звенигороде
В последние годы под Звенигородом было обнаружено и изучено несколько типов археологических памятников, относящихся к разным эпохам: мезолитические и неолитические стоянки, поселения эпохи бронзового века,
Звенигородские ведомости
Двукратную чемпионку мира Марию Ласицкене встретили в аэропорту после ЧМ - Городские вестиТоржественный приём устроили подмосковной легкоатлетке Марии Ласицкене болельщики и журналисты в аэропорту Шереметьево.
16.08.2017 Городские вести
P1190138 - Администрация г.Орехово-ЗуевоВ рамках создания комфортной для жителей современной городской среды проводится благоустройство Центрального бульвара.
16.08.2017 Администрация г.Орехово-Зуево
Мост через реку - Правительство Московской областиИсточник: Министерство транспорта и дорожной инфраструктуры Московской области Ход строительства моста через Волгу в Дубне проинспектировал министр транспорта и дорожной инфраструктуры Московской области Игорь Тресков,
17.08.2017 Правительство Московской области
Зарайские футболисты проиграли чеховцам - За новую жизнь
Зарайские футболисты проиграли чеховцам
12 августа, в День рождения городского округа Зарайск, на районном стадионе прошли игры чемпионата Московской области среди мужских команд.
За новую жизнь
Топиарная фигура в виде сердца с голубями появилась у здания загса в Орехово-Зуеве - Орехово-Зуевская правда
Топиарная фигура в виде сердца с голубями появилась у здания загса в Орехово-Зуеве
В рамках благоустройства Центрального бульвара в Орехово-Зуеве установили две топиарные фигуры: у здания загса — в виде сердца с голубями, на площадке неподалеку — футбольный мяч,
Орехово-Зуевская правда
Строительство моста через р. Волга в г.о. Дубна вышло на новый уровень – министр Игорь Тресков - Долгие Пруды
Строительство моста через р. Волга в г.о. Дубна вышло на новый уровень – министр Игорь Тресков
Ход строительства моста через р. Волга в подмосковной Дубне проинспектировал министр транспорта и дорожной инфраструктуры Московской области Игорь Тресков.
Долгие Пруды
Все избирательные участки в Подмосковье готовы принять избирателей с инвалидностью - Ступинская панорамаИзбирательные участки в Подмосковье оборудованы для избирателей с ограниченными возможностями здоровья.
17.08.2017 Ступинская панорама
Пешеходную зону в Рузе планируют построить в 2018 году - Красное знамяФото: РИАМО, Анастасия Осипова Работы по строительству второй очереди пешеходной зоны в Рузе будут завершены в 2018 году, говорится в сообщении пресс-службы городской администрации.
17.08.2017 Красное знамя
Почти 811 тысяч жителей Подмосковья охвачено диспансеризацией с начала 2017 года - Лотошинский районС начала 2017 года диспансеризацией охвачено 810 743 жителя Подмосковья, на 112 тысяч человек больше числа обследованных за аналогичный период 2016 года,
17.08.2017 Лотошинский район
JPG Файл - МВД Московской области12 августа сотрудники ОМВД России по Чеховскому району в оздоровительном лагере «Звездочка» провели акцию «Зарядка со стражем порядка», приуроченную к Всероссийскому Дню физкультурника.
17.08.2017 МВД Московской области
Борьба с борщевиком в Подмосковье продолжается - Министерство сельского хозяйства МОЭффект в борьбе с борщевиком будет достигнут только тогда, когда и сельхозпроизводители, и дорожники, и местная администрация объединяться и начнут обрабатывать свои территории.
17.08.2017 Министерство сельского хозяйства МО