Главная » » Размер частиц Оценка и анализ инструменты - Micromeritics
10:09
Размер частиц Оценка и анализ инструменты - Micromeritics
В первый раз, MIT исследователи включили способность учреждения для преобразования солнечного света энергию в твердотельных электронных шпинат сэндвич "устройства, которые могут в один прекрасный день власти ноутбуков и мобильных телефонов.
В основе устройства белкового комплекса копируется Photo System I (PSI). Производные от шпината хлоропластов, PSI составляет 10-20 нанометров. Около 100.000 из них может содержать иглы. "Они являются самыми маленькими электронных схем я знаю," сказал исследователь Марк А. Бальдо, доцент кафедры электротехники и информационных технологий в Массачусетском технологическом институте.
Бальдо и других исследователей Массачусетского технологического института, университета штата Теннесси и U. S. Naval Research Laboratory, в том числе электрических и биомедицинских инженеров, нанотехнологии экспертов и биологов, сотрудничество твердотельных первый в мире фотосинтеза солнечная батарея. Работа сообщили в Nano Letters, опубликованной Американского химического общества.
"Мы прошли первое препятствие для успешной интеграции фотосинтетических белков молекулярного комплекса твердотельные электронные устройства," сказал Бальдо.
Способность растений для производства энергии была оптимизирована для развития, так шпинат завода является весьма эффективным, и мы много энергии в зависимости от его размера и веса. Но сочетание биологических и небиологических материалов в одном устройстве тупик исследователей в прошлом. Биологические материалы нуждаются в воде и соли, чтобы выжить, оба из которых являются смертельными электроники.
С мокрого на сухой
Новый поворот на текущей работы поверхности мембраны пептида похожие на главный компонент в мыле, которые помогли фотосинтетических комплексов самостоятельно собираться и стабилизации в то время как схема была сфабрикована.
Пока ученые и "усилия инженеров, чтобы использовать фотосинтетических свойств зеленых растений были наиболее успешными с естественным мягких органических материалов и жидких растворов. Но если органических солнечных элементов является практичным для коммерческих устройств, они должны быть интегрированы с твердотельной электроники.
Исследователи с самого начала обычно шпинатом и очищенной его глубоко в центрифуге, чтобы изолировать белка в клетке.
Полученный темно-зеленые гранулы, что запах травы очищали дальше, и заманили в водорастворимое состояние. Одной из проблем является сохранение белков в той же конфигурации, как они естественным образом возникают в теле.
Вот где пептидов входите 80 000 плюс различные типы белков в организме человека, когда фрагменты, называемые пептидами, чтобы изменить себя, как маленькие Legos ™ миллионов веществ. Чжан Шугуан, заместитель директора Центра MIT для биомедицинской инженерии, обнаружили, что эти же пептиды могут быть настроены в совершенно новых природных материалов, которые делают полезные функции. Один из его дизайнер наноматериалов, который выступает в качестве основного ингредиента в мыла и моющих средств, это доказывает, идеально держать белковых комплексов действующих холодной, твердой поверхности.
Шпинат-сэндвич устройство не имеет воды. Белки обычно нуждаются в воде, чтобы выжить, но с использованием моющих средств пептидной Чжана, исследователи смогли стабилизировать белковые комплексы и сухой, по крайней мере за три недели. "Моющих средств пептидной оказался прекрасный материал сохранить нетронутыми белки на поверхности электроника", сказал Чжан. Он предполагает, что моющее средство материал воды в ловушке внутри, только сеять клад масла, которые поддерживают целостность семена в сухих условиях.
Сэндвич конструкция
Штатив молекулярных электронных устройств прозрачно стекло, покрытое с проводящего материала. Тонким слоем золота помогает химическая реакция, которая собирает шпинат хлорофилла Photo System Я комплексов. Исследователи испаряется мягкий органического полупроводника, что предотвращает короткое замыкание и защищает белковые комплексы из слоя металла, который дополняет бутерброд.
Сияли лазерного света исследователи устройство для создания оптического возбуждения, в результате ток измеряется. "Важной оговоркой, что у нас очень мало из текущей, в основном, потому что мы только тонкий слой комплексов в наших устройств," сказал Бальдо. "Большинство из оптического возбуждения прошел прямо через без поглощения. Света, который был поглощен, мы оцениваем, что мы превратили около 12 процентов выздоровел."
Ученые надеются достичь эффективности преобразования мощности составляет 20 процентов или более (что обеспечивает высокоэффективный источник питания) путем создания нескольких слоев PSI или собирать их по неровной поверхности или 3-х мерных поверхностей, как небоскребы, уделяя особое внимание огромное количество области в относительно небольшом пространстве.
Патрик Дж. Кили (SB 2003) из Массачусетского технологического института и работал на этом исследования, финансируемого обороны Агентства перспективных исследований, военно-воздушных сил.
