למולקולות אורגניות שלוכדות פוטונים וממירות אותם לחשמל ישחשוב
יעילות קוונטית נחשבת נמוכה יותראופטימלי אם מתרחשת "כיבוי עצמי", כאשר מולקולה אחת, הנרגשת מפוטון נכנס, מוותרת על חלק מהאנרגיה שלה למולקולה לא מרוגשת זהה, וכתוצאה מכך שתי המולקולות נמצאות במצב אנרגיה ביניים, נמוך היווצרותו של אלקטרון. אך אם תורמים ומקבלי אלקטרונים מופרדים טוב יותר, דעיכת העצמי מוגבלת, כך שהיעילות הקוונטית משתפרת.
"הדנ"א הוא פיגום אטרקטיבי ליצירת סופרמולקולות-על-מולקולות קצרות אור: המבנה הסלילי שלו, מרחקים קבועים בין בסיסי נוקלאוטידים וזיווג בסיסים קנוני שולטים במדויקכאן אנו מראים כי כדורי הפחמן הקשורים לנוקלאוזידים שהשתנו המוחדרים לסליל הדנ"א מגדילים באופן משמעותי אתאנחנו גם מראים שהמבנה התלת-ממדי של העל-מולקולה נשמר לא רק בפאזה הנוזלית, אלא גם בפאזה המוצקה, למשל בתאים סולריים אורגניים עתידיים".
ד"ר הנס-אחים ווגנקנכט, פרופסור לכימיה אורגנית במכון הטכנולוגי של קרלסרוהה (KIT).
כמסגרת השתמשו המדעניםשרשראות DNA חד גדילי, דאוקסיאדנוזין (A) ושרשרות תימין (T) באורך 20 נוקלאוטידים. אורך זה נבחר מכיוון שהתאוריה מציעה כי אוליגונוקליאוטידים קצרים יותר של DNA לא יתאספו בצורה מסודרת, וארוכים יותר אינם מסיסים במים. כרומופורים היו מולקולות פירן פלואורסצנטיות עם פלואורסצנטי סגול ומולקולות אדומות של הנילוס עם פלואורסצנטי אדום, שכל אחת מהן קשורה באופן לא קוולנטי לנוקלאוזיד אוראציל דאוקסיריבוז סינתטי. כל נוקלאוזיד הותאם לבסיס לפיגום DNA, אך סדר הפירין והאדום של הנילוס הושאר ליד המקרה במהלך ההרכבה העצמית.
באשר למקבלי אלקטרונים, מדעניםבדקו שתי צורות של כדורי באקי, הנקראים גם פולרנים, אשר ידועים כבעלי תכונות מרווה (קליטת אלקטרונים) מצוינות. כל כדור באקי היה כדור חלול עשוי טבעות משתלבות של חמישה או שישה אטומי פחמן בסך הכל 60 אטומי פחמן למולקולה. הצורה הראשונה של כדור-באקי שנבדקה נקשרת באופן לא ספציפי ל- DNA באמצעות מטענים אלקטרוסטטיים. הצורה השנייה - שלא נבדקה בעבר כמקבל אלקטרונים - נקשרה קוולנטית באמצעות אתר מלוני לשני נוקליאוזידים U-deoxyribose איגופים, שאפשרו לה לבסס זוג עם נוקלאוטיד A על DNA.
החוקרים אישרו בניסוי כי המבנה התלת-ממדי של העל-מולקולה מבוססת הדנ"א נשמר בשלב המוצק: זוהי דרישה חיונית ליישומים בתאים סולריים.לשם כך, הם בדקו סופרמולקולות, עם כל צורה של כדורי ספרים, כשכבה פעילה של תא סולארי מיניאטורי.התכנונים הראו הפרדת מטענים מצוינת – היווצרות חור חיובי ומטען אלקטרונים שלילי בכרומופור וקבלתם על ידי כדורי באקיבול שכנים – עם כל צורה של כדור באקי, אך במיוחד עבור הצורה השנייה.
המחברים מסבירים זאת באופן ספציפי יותרקישור באמצעות זיווג בסיס קנוני לעמוד השדרה של ה- DNA בצורה השנייה, שאמור לגרום למרחק קטן יותר בין כדור הכדור והכרומופור. המשמעות היא שהצורה השנייה מתאימה ביותר לשימוש בתאי שמש.
מדענים לא מצפים שלכולם יהיהתאים סולאריים עם DNA על הגג. אבל הכיראליות של ה- DNA מעניינת: תאים סולאריים על בסיס זה יכולים לתפוס אור עם קיטוב מעגלי ביישומים מיוחדים.
קרא גם:
פיזיקאים יצרו אנלוגיה של חור שחור ואישרו את התיאוריה של הוקינג. לאן זה מוביל?
מדענים גילו את המהירות המותרת בעולם הקוונטים.
הפלה ומדע: מה יקרה לילדים שילדו.