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
Филиал "Восточные электрические сети" ОАО "Московская объединенная электросетевая компания" сообщает,
25.05.2018 Администрация г. Воскресенск
Нарушение правил электробезопасности смертельно опасно! - Дмитровский районЭнергетики МОЭСК призывают жителей неукоснительно соблюдать правила поведения в охранных зонах воздушных линий электропередачи (ВЛ).
25.05.2018 Дмитровский район
Администрация Электростали утвердила график остановок котельных в Электростали летом 2018 года для выполнения плановых профилактических работ.
25.05.2018 Electrostal.Com
Энергетики МОЭСК не нашли нарушений при подключении к электросетям в микрорайоне Балашихи - Газета ФактЭнергетики РЭС ПАО «МОЭСК» не обнаружили случаев незаконного подключения к электрическим сетям в ходе рейда в рамках акции «Честный киловатт» в микрорайоне Никольско-Трубецкое в Балашихе.
25.05.2018 Газета Факт
Московское областное УФАС России рассмотрело жалобу ООО «РегионСтрой» на действия Территориального управления Администрации городского округа Чехов и МКУ городского округа Чехов «Центр конкурентных закупок» при проведени
25.05.2018 УФАС
Энергетики МОЭСК призывают жителей неукоснительно соблюдать правила поведения в охранных зонах воздушных линий электропередачи (ВЛ).
25.05.2018 Администрация г. Химки
В Химках нарушили порядок проведения электронного аукциона на поставку материалов для ремонта и содержания сетей наружного освещения - За новую жизньМосковское областное УФАС России рассмотрело жалобу ООО «СК-Армцентр» на действия МБУ городского округа Химки «Комбинат по благоустройству и озеленению» и МКУ «Управление централизации закупок» при проведении электронног
25.05.2018 За новую жизнь
Гимназия Троицка проводит два тендера на общую сумму 45 млн рублей по выбору подрядчика для проведения ремонтных работ.
25.05.2018 Pro-Troitsk.Ru
О ходе проверки по факту инцидента, произошедшего возле здания больницы в г. Наро-Фоминске - Следственный комитетВ ходе проверки, проводимой следственным отделом по городу Наро-Фоминску ГСУ СК России по Московской области по информации и видеоролику, размещённым в социальной сети об инциденте,
24.05.2018 Следственный комитет
Неизвестный в Рузском округе угнал автомобиль и врезался в АЗС - Красное знамяВ Рузе 15 мая угнали отечественный автомобиль, принадлежащий местному жителю.
25.05.2018 Красное знамя
В Рузском округе пожилую женщину автобус протащил за ногу несколько метров - Красное знамяТрагическим выдалось утро 24 мая для 76-летней ружанки. Она ехала на автобусе «Луидор», следовавшем по маршруту «Руза - Колюбакино», и собиралась выйти на одной из остановок.
25.05.2018 Красное знамя
О чем писало “Красное знамя” 17 мая 1957 года - Красное знамя
О чем писало “Красное знамя” 17 мая 1957 года
Трудящиеся района дружно подписываются на новый заем Патриотический подъем Оживленно было во всех цехах Тучковского карьероуправления 14 мая.
Красное знамя
Сотрудники УМВД России по Дмитровскому району раскрыли кражу - Дмитровский вестник
Сотрудники УМВД России по Дмитровскому району раскрыли кражу
В Дежурную часть УМВД России по Дмитровскому району поступило заявление от 55-летнего местного жителя о том, что неизвестные похитили из его дачного дома, расположенного в д. Тефаново личные вещи.
Дмитровский вестник
Страшное дтп с участием мотоциклиста произошло 25 мая на ул. Октябрьской революции - Коломенская правда
Страшное дтп с участием мотоциклиста произошло 25 мая на ул. Октябрьской революции
Страшное дтп с участием мотоциклиста произошло 25 мая в 2:50 на ул. Октябрьской революции около дома № 330.
Коломенская правда
27 мая состоится отчетный концерт цирковой студии сестер Фоминых Выступление этого яркого коллектива всегда оставляет незабываемое впечатление!
25.05.2018 KrasnogorskOnline.Ru
«МИФ», труд, май - Газета КлючПоявившаяся в начале нулевых, фрязинская выставка альтернативного искусства возрождается благодаря энтузиазму организаторов и гостеприимству ДК «Исток».
25.05.2018 Газета Ключ
«Славянское древо» дружбы - Газета ФактБолее 100 художественных работ экспонируются на выставке «Славянское древо», которая открылась в картинной галерее Балашихи.
25.05.2018 Газета Факт
Во Фрязине прошла выставка "МИФ" - Газета Ключ
Во Фрязине прошла выставка "МИФ"
Появившаяся в начале нулевых, фрязинская выставка альтернативного искусства возрождается благодаря энтузиазму организаторов и гостеприимству ДК «Исток».
Газета Ключ
Навстречу мастерству: Чему учатся будущие актёры в Орехово-Зуеве - Орехово-Зуевская правда
Навстречу мастерству: Чему учатся будущие актёры в Орехово-Зуеве
С 23 мая в Орехово-Зуеве проходят занятия для студентов театральных вузов нашей страны,
Орехово-Зуевская правда
Чудеса в Культурном центре - Газета Ключ
Чудеса в Культурном центре
Выставка творческой мастерской Венеры Чоудхури «Семь чудес света» открылась в Культурном центре.
Газета Ключ
Меры безопасности усилят на территории Подмосковья с 25 мая по 25 июля - Ступинская панорамаФотобанк Московской области, Сергей Савиных В связи с подготовкой и проведением в Российской Федерации чемпионата мира по футболу FIFA 2018 года на территории Московской области будут усилены меры безопасности, например,
25.05.2018 Ступинская панорама
Студенты Колледжа «Коломна» сыграли в футбол в преддверии ЧМ-2018 - KolomnaOnline.RuСегодня в Коломне состоялся турнир по мини-футболу, организованный Молодежным центром «Выбор».
25.05.2018 KolomnaOnline.Ru
   Чеховские медведи - Спартак (Москва), 26:24 (11:13), финал Кубка России, 25 мая, ДС "Динамо" в Крылатском, 800 зрителей.
26.05.2018 ГК Чеховские медведи
«Весна» наградами красна - Газета Ключ
«Весна» наградами красна
В субботу в физкультурно-оздоровительном центре «Олимп» с успехом прошло Открытое первенство Фрязинской детско-юношеской спортивной школы по художественной гимнастике «Весна-красна-2018».
Газета Ключ
Вадим Привалов: «Хоккейная школа «Химик» не просто место работы – это образ жизни» - Куйбышевец
Вадим Привалов: «Хоккейная школа «Химик» не просто место работы – это образ жизни»
«В детском саду я был в одной группе с Игорем Монаенковым, который с малых лет был фанатом хоккея.
Куйбышевец
В резерве, но не в обиде - Долгие Пруды
В резерве, но не в обиде
Как Чемпионат мира по футболу 2018 уже повлиял на жизнь Долгопрудного и как повлияет в дальнейшем?
Долгие Пруды
Депутат Московской областной думы Сергей Юдаков поздравил клинских выпускников - Серп и МолотДепутат Московской областной думы от Клинского избирательного округа Сергей Юдаков сегодня стал почетным гостем праздника последнего звонка в школе №13.
25.05.2018 Серп и Молот
Звонок во взрослую жизнь - Газета ФактПраздник последнего звонка состоялся для 1 943 выпускников 2018 года. Глава Балашихи Сергей Юров поздравил 11-классников и пожелал удачи на выпускных экзаменах.
24.05.2018 Газета Факт
Животноводческий комплекс появится в Шатуре после петербургского экономического форума - Ленинская ШатураНа Петербургском международном экономическом форуме соглашение о строительстве животноводческого комплекса подписали губернатор Московской области Андрей Воробьев и директор ООО «Экологическое хозяйство «Спартак» Валенти
25.05.2018 Ленинская Шатура
Первый день ПМЭФ-2018 - Правительство Московской областиИсточник: Пресс-служба Губернатора Московской области, Александр Щемляев Подмосковная делегация под руководством губернатора Андрея Воробьева приняла участие в работе первого дня Петербургского экономического форума (ПМЭФ-2018),
24.05.2018 Правительство Московской области
В клинских гимназиях сегодня прозвенели последние звонки - Серп и МолотСегодня в 9 утра прошла торжественная церемония последнего школьного звонка в гимназии №1.
25.05.2018 Серп и Молот