Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на

Растения используют квантовые эффекты для усиления фотосинтеза

Физики смогли впервые зафиксировать присутствие квантовых эффектов внутри компонентов системы фотосинтеза, создав особый микроскоп, позволявший им отслеживать изменения в их состоянии через фемтосекунду (10 в минус 16 степени секунды).

МОСКВА, 20 июн — РИА Новости. Физикам впервые удалось доказать, что процессы фотосинтеза протекают при содействии квантовых эффектов — белковые "антенны" в хлоропластах растений и бактерий оказались синхронизированы на квантовом уровне, что в несколько раз улучшает эффективность захвата фотонов и их преобразование в электроны, говорится в статье, опубликованной в журнале Science.

"Мы показали, что квантовая когерентность является причиной сверхвысокой эффективности преобразования фотонов в биологических системах, даже в те времена, когда растениям приходится менять пути транспортировки электронов под действием окружающей среды", — заявил Ник ван Хюлст (Niek van Hulst) из Института фотоники в Барселоне (Испания).

Ван Хюлст и его коллеги смогли впервые зафиксировать присутствие квантовых эффектов внутри компонентов системы фотосинтеза, создав особый микроскоп, позволявший им отслеживать изменения в их состоянии через фемтосекунду (10 в минус 16 степени секунды). За это время свет успевает пройти расстояние в несколько нанометров, что позволяет получать микроснимки молекул на разных этапах поглощения фотонов.

Ученые извлекли молекулы хлорофилловых "антенн" и других компонентов системы фотосинтеза из клеток пурпурных бактерий и проследили за тем, как они будут взаимодействовать со светом. Для этого ученые облучали их фемтосекундными импульсами света, получали снимки и наблюдали за тем, как менялось химическое состояние среды. Оказалось, что молекулы-"антенны" были синхронизированы на квантовом уровне, работая как одно целое в течение нескольких сотен фемтосекунд.

По словам физиков, это свойство помогает этим компонентам системы фотосинтеза захватывать фотоны и использовать их энергию для транспортировки свободных электронов даже при резких изменениях в условиях окружающей среды. Как полагают авторы статьи, данное свойство можно использовать для многократного улучшения КПД солнечных батарей в будущем, вплоть до 95% эффективности, которая характерна для растений.

Оценить 7
Рекомендуем
РИА
Новости
Лента
новостей
Сначала новыеСначала старые
loader
Онлайн
Заголовок открываемого материала
Чтобы участвовать в дискуссии
авторизуйтесь или зарегистрируйтесь
loader
Чаты
Заголовок открываемого материала