Солнечная батарея размером с молекулу

15.10.2012

Команда ученых во главе с Иоахимом Райхертом, Иоханесом Бартом и Александром Холляйтнером из Технического университета Мюнхена, а также Итаи Кармели из Тель-Авивского университета разработала метод измерения фототока, вырабатываемого всего одной молекулой. Ученые смогли показать, что такие одномолекулярные системы можно собрать вместе, чтобы они вырабатывали ток. Конечно, не в масштабах бытового электрического тока из розетки для, скажем, холодильника. Белки представляют собой управляемые светом высокоэффективные электронные насосы, состоящие из одной молекулы, которые могут выступать в качестве генераторов тока в наномасшабных электрических цепях. Результаты опубликованы в Nature Nanotechnology на этой неделе.

Ученые исследовали центр реакции, представляющий собой комплекс хлорофилла - белка, находящегося в мембранах хлоропластов из цианобактерий. Растения, водоросли и бактерии используют фотосинтез для преобразования солнечной энергии в химическую. Начальная стадия этого процесса - где белок поглощает свет и химическая энергия преобразуется в электрическую. До сих пор ни один из доступных методов не был достаточно чувствителен, чтобы измерить величину фототока отдельного белка.

Первая и основная проблема физиков состояла в разработке метода электрической связи одиночных молекул в сильном световом поле. Фотосинтетические белки, оптически возбуждаемые потоком фотонов, направляются через четырехгранный золотой наконечник, который в то же время является электрическим контактом. С помощью этой техники физики и смогли наблюдать за фототоком, выработанным единственной частицей белка.

В дальнейшем фотосинтетические белки обещают стать перспективными блоками для применения в молекулярной оптоэлектронике.

<< Назад: Дисплей Samsung Galaxy S III лучше дисплея Apple iPhone 5 15.10.2012

>> Вперед: HDD объемом 10 ТБ не за горами 14.10.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Эстроген для терапии приливов при менопаузе 17.10.2026

Менопауза сопровождается не только прекращением менструаций, но и целым рядом физиологических изменений, которые у некоторых женщин заметно влияют на самочувствие и качество жизни. Одними из наиболее распространенных проявлений становятся так называемые вазомоторные симптомы - прежде всего внезапные приливы жара и ночная потливость. Теперь специалисты Американской коллегии врачей предложили обновленный подход к их лечению, распределив доступные методы на три линии терапии в зависимости от эффективности, надежности доказательств и стоимости. Основное место в новых рекомендациях заняла гормональная терапия эстрогеном. После анализа данных 90 исследований эксперты определили ее как наиболее предпочтительный вариант для пациенток, которым такое лечение не противопоказано. Женщинам с сохраненной маткой рекомендуется сочетание эстрогена с прогестогеном, тогда как после удаления матки может применяться только эстроген. По оценке авторов рекомендаций, такая терапия лучше других рассмотренны ...>>

Печатный сенсорный интерфейс с распознаванием пользователей 17.10.2026

Сенсорные поверхности давно стали привычной частью электроники, однако большинство таких интерфейсов требует достаточно сложной конструкции с электродами, проводниками и специальными чувствительными слоями. Японские инженеры предложили значительно более простой подход: превратить обычный прозрачный лист ПВХ в сенсорную панель при помощи лазерного принтера. При этом нанесенный рисунок способен не только фиксировать движение пальца, но и помогать системе различать пользователей. Разработкой занималась команда Технологического института Сибаура. Создание интерфейса сводится к нанесению тонером специального узора непосредственно на пластиковый лист. В отличие от традиционных сенсорных панелей, внутри такой поверхности не требуется размещать электроды или прокладывать провода. Регистрация возникающих сигналов и их последующая интерпретация выполняются отдельной электронной системой. В основе технологии лежит трибоэлектрический эффект - возникновение электрического заряда при контакте ...>>

Глюкозамин и когнитивные нарушения 16.10.2026

С возрастом нарушения памяти и мышления становятся все более распространенной проблемой, однако причины того, почему у одних людей легкие когнитивные изменения остаются стабильными, а у других со временем перерастают в деменцию, до сих пор изучены не полностью. Новая работа исследователей Университета Флориды в США указывает на возможную связь одного из широко используемых пищевых добавок с таким переходом. Речь идет о глюкозамине, который обычно принимают для уменьшения дискомфорта в суставах и поддержания их здоровья. Специалисты проанализировали обезличенные медицинские записи UF Health, охватывающие период с 2012 по 2024 год. С помощью искусственного интеллекта они изучили информацию о пациентах с болезнью Альцгеймера и другими связанными с ней деменциями, а также о людях с легкими когнитивными нарушениями. Последние характеризуются заметными проблемами с памятью или мышлением, которые уже выходят за рамки обычных возрастных изменений, но при этом еще не обязательно существенно ...>>

Звук на квантовом уровне меняется скачками, а не постепенно 16.10.2026

В привычном мире звуковые колебания затухают постепенно: струна после щипка вибрирует все слабее, а звон постепенно превращается в тишину. На уровне квантовой физики картина оказывается совершенно иной. Здесь энергия звука существует отдельными порциями, и переход между состояниями может происходить скачкообразно. Исследователи из Стэнфордского университета впервые смогли непосредственно наблюдать такой процесс в реальном времени, зафиксировав квантовые скачки отдельных звуковых частиц. Речь идет о фононах - квантовых порциях механических колебаний, которые можно рассматривать как своеобразный аналог фотонов для звуковых волн. В макроскопическом мире энергия вибрации может уменьшаться практически непрерывно, однако на квантовом уровне такое описание перестает работать. Энергетическое состояние системы изменяется дискретно, переходя с одного уровня на другой. Результаты стэнфордского эксперимента были опубликованы в журнале Science. Чтобы зафиксировать столь быстрый и чувствительн ...>>

Мизофония может иметь выраженную генетическую основу 15.10.2026

Для большинства людей звук жевания, дыхания или сопения остается практически незаметной частью повседневной жизни. Однако у людей с мизофонией такие совершенно обычные звуки способны вызывать мгновенную и крайне сильную негативную реакцию. Причины этого состояния до сих пор изучены недостаточно, однако новое исследование указывает на важную роль наследственности. Полученные данные свидетельствуют о том, что предрасположенность к мизофонии может иметь глубокую генетическую основу. Исследованием занималась команда Медицинской школы Йельского университета, сосредоточившая внимание на семейной истории людей с этим расстройством. В отличие от ряда предыдущих работ, проводившихся преимущественно с помощью дистанционных опросов, на этот раз специалисты непосредственно обследовали 101 человека с мизофонией и членов их семей. Такой подход позволил исследователям оценить не только распространенность состояния среди родственников, но и возможные связи с другими особенностями психического здоро ...>>

Случайная новость из Архива Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026 Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздействию кратковременного теплового стимула, интенсивность которого была близка к индивидуальному порогу физической боли. Таким образом, специалисты могли сравнить реакцию одного и того же мозга на эмоционально болезненное воспоминание и реальный неприятный физический раздражитель. Результаты оказались примечательными: в обоих случаях активировались одни и те же области мозга, в частности вторичная соматосенсорная кора и задняя часть островковой доли. Эти структуры участвуют в обработке информации, связанной с неприятными телесными ощущениями, поэтому их одновременная активация при воспоминании о расставании стала одним из аргументов в пользу существования определенного пересечения механизмов социальной и физической боли. Для проверки результатов исследователи использовали и контрольные стимулы. Участникам показывали фотографию друга, связанную с приятными воспоминаниями, а затем воздействовали на кожу теплом, которое не достигало болевого уровня. Такой подход позволил сравнивать различные состояния внутри одной и той же группы людей, исключая влияние индивидуальных особенностей мозга разных испытуемых. По мнению Кросса и его коллег, полученные данные указывают на то, что переживание разрыва отношений действительно может задействовать некоторые из механизмов, связанных с физической болью. Однако подобная интерпретация встретила возражения со стороны других специалистов. Исследователи Джан Доминико Ианнетти и Андре Муро обратили внимание на то, что вторичная соматосенсорная кора и задняя часть островковой доли активируются не только при физической боли. Эти области могут реагировать на широкий спектр сильных, неприятных или значимых для человека переживаний. Поэтому само по себе совпадение активности еще не доказывает, что эмоциональное страдание и физическая боль являются одним и тем же явлением. Кросс и его коллеги, в свою очередь, подчеркивали, что в эксперименте эмоциональную реакцию сравнивали не с произвольным неприятным воздействием, а с тепловым стимулом, специально подобранным по интенсивности к болевому порогу каждого участника. По их мнению, это обстоятельство делает обнаруженное сходство более содержательным и указывает на определенную связь между двумя типами боли. Тем не менее исследователи не утверждают, что эмоциональная боль полностью идентична физической.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026