物理科技生物学-PHYICA

工藤るみ新的纳米设备可以利用太阳能生产氢气

化学 2021-12-27 00:02:08

由监督办出版社出版 本研究中设计的PSI-国民生产总值-PSII共轭物示意图

PSII和PSI复合物的电子受体和供体侧分别通过(His)6标记和镍-次氮基三乙酸(Ni-NTA)连接到GNP上,因此从PSI upon提取的电子预期在光照下转移到PSI

信用:IOS出版社 在《生物医学光谱学与成像》中,科学家描述了一种PSI-GNP-PSII共轭物的设计,这种共轭物可以用作开发光驱动、水分裂纳米器件以产生氢气的平台 一些人认为太阳能是解决当前能源危机和全球变暖以及过度消耗化石燃料引发的环境危机的最终解决方案

然而,这种清洁、取之不尽、用之不竭的能源很难获取和储存

据《生物医学光谱学与成像》报道,在一项新的研究中,科学家提议利用太阳能通过分解水来产生氢气

氢气是一种清洁、灵活的能源载体,主要由化石燃料生产

科学家们采取了另一种方法,研究植物和其他生物如何利用光合作用将光能转化为化学能,这些化学能可以储存起来,并在需要时释放出来,为生物的活动提供燃料

他们设计了一种金纳米粒子缀合物,可以用作开发半人工光合作用系统的平台,该系统使用光驱动、分水的纳米设备来产生氢气

“植物和藻类的光合作用是将光和能量转化为可储存的化学能的有效手段,”首席研究员野口拓美博士解释说

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日本名古屋大学理学院材料科学部

“人工光合作用模仿自然光合作用,但直接产生燃料,如酒精和氢气,而不是糖,这可能是解决我们能源问题的关键

" 在这项研究中,科学家将蓝细菌光系统一(PSI)和光系统二(PSII)复合物组装在金纳米粒子(GNP)上,通过附着在PSI和PSII蛋白上的经遗传修饰的组氨酸标签产生PSI-GNP-PSII缀合物,旨在开发一种分水纳米系统

它们是通过修改PSII-国民生产总值共轭物的制备方法而组装的

使用低温显微镜的单粒子荧光测量以及常规的光学吸收和荧光测量提供了明确的证据,表明在产生的PSI-GNP-PSII共轭物中,PSI和PSII复合物都结合在一起形成单个GNP

该研究小组先前已经表明,PSII核心复合物保留了side国民生产总值共轭物中的氧释放活性,其中PSII复合物在电子受体侧结合到国民生产总值

也有报道称,当PSI复合物与铂纳米粒子偶联时,它们可以利用来自牺牲电子供体的电子在辐射下放出氢

“因此,我们在目前的研究中产生的PSI-GNP-PSII共轭物可以成为一个有用的平台,进一步发展光驱动、水分裂的纳米装置,利用太阳能从水中生产氢气,”Dr

野口

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