Fotonları yakalayıp elektriğe dönüştüren organik moleküllerin önemi büyüktür.
Kuantum verimliliği daha düşük kabul edilirEğer bir molekül gelen bir foton tarafından uyarılan bir molekül enerjisinin bir kısmını aynı uyarılmamış bir moleküle verdiğinde “kendi kendine sönme” meydana gelirse optimaldir, bunun sonucunda iki molekül ara enerji durumundadır, bunun için çok düşüktür. bir elektron oluşumu. Ancak elektron vericileri ve alıcıları daha iyi ayrılırsa, kendi kendine sönümleme sınırlanır, bu nedenle kuantum verimliliği artar.
"DNA çekici bir şeyi temsil ediyorışık toplayan supramoleküller oluşturmak için iskele: sarmal yapısı, nükleotid bazları arasındaki sabit mesafeler ve kanonik baz eşleştirmesi, kromoforların konumunu hassas bir şekilde kontrol eder. Burada, bir DNA sarmalına yerleştirilen değiştirilmiş nükleozitlere bağlı karbon bucky toplarının kuantum verimliliğini önemli ölçüde artırdığını gösteriyoruz. Ayrıca, supramolekülün üç boyutlu yapısının sadece sıvı fazda değil aynı zamanda örneğin gelecekteki organik güneş pillerinde katı fazda da korunduğunu gösterdik."
Dr. Hans-Achim Wagenknecht, Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü'nde (KIT) Organik Kimya Profesörü.
Bilim adamları bir çerçeve olarak kullandıtek iplikli DNA, deoksiadenozin (A) ve timin (T) zincirleri 20 nükleotid uzunluğundadır. Bu uzunluk seçildi çünkü teori, daha kısa DNA oligonükleotitlerinin düzenli bir şekilde birleşmeyeceğini ve daha uzun olanların suda çözünmez olduğunu öne sürüyor. Kromoforlar, her biri bir sentetik urasil deoksiriboz nükleoside kovalent olmayan bir şekilde bağlı olan, mor floresan ve kırmızı floresanslı Nil kırmızısı molekülleri olan floresan piren molekülleridir. Her bir nükleosit, bir DNA iskelesi ile baz eşleştirildi, ancak piren ve Nil kırmızısı sırası, kendi kendine montaj sırasında şansa bırakıldı.
Elektron alıcılarına gelince, bilim adamlarıMükemmel söndürme (elektron alma) özelliklerine sahip olduğu bilinen fullerenler olarak da adlandırılan iki buckyball formunu test etti. Her bir buckyball, molekül başına toplam 60 karbon atomu olacak şekilde beş veya altı karbon atomunun birbirine kenetlenen halkalarından oluşan içi boş bir toptu. Test edilen ilk buckyball formu, elektrostatik yükler yoluyla spesifik olmayan bir şekilde DNA'ya bağlanır. Daha önce bir elektron alıcısı olarak test edilmemiş olan ikinci form, malonik eter yoluyla kovalent olarak iki yan U-deoksiriboz nükleoside bağlanarak DNA üzerindeki nükleotid A ile baz çifti oluşturmasına izin verdi.
Araştırmacılar bunu deneysel olarak doğruladılarDNA bazlı bir supramolekülün üç boyutlu yapısı katı fazda korunur: bu, güneş pili uygulamaları için kritik bir gerekliliktir. Bu amaçla, minyatür bir güneş pilinin aktif katmanı olarak herhangi bir şekle sahip buckyball'lara sahip supramolekülleri test ettiler. Tasarımlar, herhangi bir buckyball şekliyle, ancak özellikle ikinci şekil için mükemmel yük ayrımı (kromoforda pozitif bir delik ve negatif elektron yükünün oluşması ve bunların komşu bucky topları tarafından kabul edilmesi) gösterdi.
Yazarlar bunu daha spesifik olarak açıklıyorikinci formda DNA omurgasına kanonik baz eşleştirme yoluyla bağlanma, bu da buckyball ve kromofor arasında daha küçük bir mesafe ile sonuçlanmalıdır. Bu, ikinci formun güneş pillerinde kullanım için en uygun olduğu anlamına gelir.
Bilim adamları herkesin sahip olmasını beklemiyorçatıda DNA bulunan güneş pilleri. Ancak DNA'nın kiralitesi ilginçtir: Bu temelde güneş pilleri, özel uygulamalarda dairesel polarizasyonla ışığı algılayabilir.
Ayrıca okuyun:
Fizikçiler bir kara deliğin benzerini yarattılar ve Hawking'in teorisini doğruladılar. Nereye götürür?
Bilim adamları, kuantum dünyasındaki hız sınırını keşfettiler.
Kürtaj ve bilim: Doğum yapacak olan çocuklara ne olacak?