Наука + Фотосинтез

Открываем для Вас секреты суровой среды Марса и потенциал для жизни под его ледяной поверхностью. Погружаемся в проблемы, связанные с ультрафиолетовым излучением, концепцию радиационных обитаемых зон и важность жидкой воды в поисках внеземной жизни. Изучите, как экстремофилы на Земле намекают на возможности жизни на Марсе и на глубокие последствия для нашего понимания Вселенной. Предстоящие миссии обещают более глубокие исследования и новые открытия, разжигая наше любопытство и дух человеческих исследований. Присоединяйтесь к нам в этом захватывающем путешествии, чтобы раскрыть тайны Красной планеты.

Фотоэлектрический аккумулятор, генерирующий электроэнергию за счет работы циано - грамотрицательных бактерий способных к фотосинтезу.

Кристофер Хоу из Кембриджского университета совместно с коллегами изготовили из алюминия и прозрачного пластика небольшой корпус размером с батарейку формата АА. Внутри него была помещена колония цианобактерий Synechocystis sp. PCC 6803 – или обычных "сине-зеленых водорослей". (Эти грамотрицательные бактерии под воздействием солнечного света вырабатывают кислород в результате процесса, известного как фотосинтез.).

Устройство было размещено на подоконнике в квартире Паоло Бомбелли - одного из членов команды во время локдауна вызванного пандемией covid-19 и оставалось там с февраля по август 2021 года. Данная конструкция обеспечивала непрерывную работу компьютера собранного на базе Arm микропроцессора.

Миникомпьютер работал в циклическом режиме: 45 минут вычисляя суммы последовательных целых чисел и 15 минут в режиме ожидания, потребляя при этом 0,3 и 0,24 микроватта энергии соответственно.

На протяжения всех шести месяцев исследований не было ни одного отключения электроэнергии, и даже после завершения эксперимента бактерии продолжали вырабатывать электрический ток.

Хоу считает, что существует две наиболее вероятные гипотезы происхождения энергии. Либо бактерии сами производят электроны, либо они создают соответствующие условия, в которых алюминиевый анод корродирует в ходе химической реакции, в результате которой образуются электроны. А поскольку эксперимент прошел без какой-либо заметной деградации анода, учёные полагают, что именно бактерии продуцируют основную часть электрического тока.

Хоу утверждает, что новую технологию можно расширить, но для этого необходимо провести дополнительные исследования. "Это не совсем просто", - говорит он. "На данном этапе установка такой системы на крыше вашего дома не обеспечит его полноценным питанием. Для этого еще многое нужно сделать. Но она может работать в сельских районах стран с низкими и средними доходами, например, в тех случаях, когда небольшое количество энергии может быть очень полезным, например, для экологичных сенсоров или зарядки мобильного телефона".

Поскольку цианобактерии получают питание в процессе фотосинтеза, новая технология способна вырабатывать энергию даже в темное время суток.

Экспериментируя с созданием корпуса батарей из обычных пластиковых бутылок учёные пришли к выводу, что такие устройства будут стоить очень дёшево, а их коммерческое производство может быть налажено в течение ближайших пяти лет. В настоящий момент исследователи оттачивают технологию с другими видами водорослей, способных генерировать более мощное электрическое поле.

Источники: журнал Energy & Environmental Science, Википедия

(DOI: 10.1039/D2EE00233G)

(https://www.bioc.cam.ac.uk/research/howe)

(https://ru.wikipedia.org/wiki/Цианобактерии)

(https://www.newscientist.com/article/2319584-computer-powere...)

P.S.: новость вызывает большой вопрос, так как выделенный текст является полнейшим бредом. Ночью фотосинтеза нет. И точка. Либо забугорных журналистов покусали наши и пропущен участок где говорится о выработке электричества в темноте, или о наличии обычного аккумулятора заряжаемого днем, либо Бог знает что они пропустили с уточняющей информацией, либо, если ученый такое  говорит, то у Кембриджского университета проблемы 

Или, мож я чего-то не знаю?...

Бактерия Gemmatimonas phototrophica

Международная группа учёных сообщила об открытии необычной бактерии, которая совершенно уникальным образом собирает солнечную энергию. Она была найдена в пустыне Гоби.

Хотя «гоби» в переводе с монгольского означает «безводное место», водоёмы в этом регионе всё же встречаются. В одном из них – озере Тянь Е Ху – восемь лет назад была найдена необычная бактерия. Этот организм принадлежит к редкому роду бактерий под названием Gemmatimonas и содержит бактериохлорофилл, пигмент, родственный хлорофиллам, обнаруженным в растениях.

Анализ её генома показал, что эта бактерия, получившая название Gemmatimonas phototrophica, осуществляет форму фотосинтеза, позаимствованную у древней протеобактерии – совершенно другого типа бактерий.

«Это исследование имеет важное значение, поскольку оно показывает, что G. phototrophica независимо разработала свою собственную компактную, надёжную и высокоэффективную систему для сбора и улавливания солнечной энергии», – заявили авторы исследования.

Учёные выявили подробную структуру комплекса фотосинтеза, который включает 178 пигментов, связанных с более чем 80 белковыми субъединицами. Светособирающие субъединицы расположены двумя концентрическими кольцами вокруг реакционного центра, который преобразует поглощенную световую энергию в электрический заряд.

«Архитектура комплекса очень элегантна – это настоящий шедевр природы. Он обладает не только хорошей структурной стабильностью, но и высокой эффективностью сбора света», – сказал Михал Коблизек, соавтор исследования из Чешской академии наук.

Поскольку пигменты во внешнем кольце имеют более высокую энергию, чем пигменты в центре кольца, вся система служит своеобразной воронкой для поглощения энергии. Энергия, поглощенная пигментами на периферии комплекса, в течение нескольких пикосекунд переносится по градиенту энергии к центру комплекса, где трансформируется в метаболическую энергию.

Схематическое изображение фотосинтетического комплекса бактерии Gemmatimonas phototrophica

Все компоненты комплекса делают его более крупным, чем все ранее описанные фотосинтезирующие комплексы. Исследователи поясняют, что, хотя для создания такой фотосинтезирующей структуры требуется больше энергии, это компенсируется её стабильностью и надёжностью, что, вероятно является эволюционным преимуществом для этих бактерий.

Учёные заявили, что секреты фотосинтеза G. phototrophica могут стать основой для развития синтетической биологии на солнечной энергии.

Источник