水有助于可能捕捉阳光biofibers组装

发布时间:周二,2016年9月13日 - 19:02物理与化学

相关图片
(点击放大)

从美国阿贡国家实验室的一项最新研究表明水可以起到一个以前没有发现的作用,帮助胶束凝聚自发形成长纤维。这项研究可以帮助科学家了解捕光分子是如何并徳赢手机版入胶束纤维,因为它装配,这将是对理解某些形式的人工光合作用的一个关键步骤。
罗伯特·霍恩/阿贡国家实验室

当涉及到水,一些材料具有人格的分裂 - 其中一些材料可容纳的关键,利用太阳能的新途径。这些有机分子的小组合件具有是疏水性,或水担心部件,而其他部分是亲水性的,或喜水。因为他们的精神分裂的性质,胶束组织起来,有他们的亲水部分横空出世,而他们的疏水部分被屏蔽内部的球体。

从能源的美国能源部(DOE的)阿贡国家实验室已经显示出的水可以作为这些胶束另一种以前没有发现的作用,一项新的研究凝聚自发形成长纤维。

在由阿贡国家实验室纳米科学家萨勃拉曼尼亚Sankaranar徳赢手机版ayanan和化学家克里斯托弗·弗莱,两者的阿贡国家实验室领导的一项研究中心纳米材料,超级计算机模拟和以及基于实验室的实验表明,水用作用于胶束纤维生长的不可见的笼。

这项研究可以帮助科学家了解捕光分子是如何并徳赢手机版入胶束纤维,因为它装配,这将是对理解某些形式的人工光合作用的一个关键步骤。

“到现在为止,试图了解其中的捕光分子结合一直想尝试看看方钉如何适应一个圆洞,” Sankaranarayanan说。“通过观察其中一路胶束纤维自组装,我们可以更好地了解如何形成这些类型的捕光系统。”

虽然胶束可以由几种不同类型的有机分子的,阿贡研究专门看了那些由氨基酸的链组成。当胶束形成,胶束附近的水变成“强有序”,这意味着水分子全部以相同的方式定向。此强排序引起β折叠,其是沿着该胶束纤维生长平面蛋白区域的形成。

在这项研究中的实验部分,阿贡化学家克里斯托弗弗莱使用Sankaranarayanan的计算结果来检查如何某一类已知为锌卟啉捕光分子的可能可能变得并入到纤维。

“那传来的模拟出来的结果告知我在实验室集中的区域,”弗莱说。“我能够探索一些水对整个自组装过程中的作用,这是一些我们之前没有在实验室重点关注。”

“周围的胶束的水稳定的结构中,这使得β片层,以提供生长的平台,” Sankaranarayanan加入。“越有序水变得越稳定的纤维变得”。

为了有效地模拟在胶束和胶束纤维,Sankaranarayanan和他的同事们的成长阿贡国家实验室领导计算设施(ALCF)中使用了两种方法来对米拉,阿贡的10千万亿次超级计算机建模。它们既然粗粒度的模拟,这表明更一般的动力学在一段相对长的时间段,以及原子模拟,这表明单独的水分子在非常短的伸展的运动。

“你需要这两种观点,并能够在它们之间非常迅速地来回切换,才能真正理解如何胶束纤维等形式,” Sankaranarayanan说。

根据弗莱,研究的下一步骤将涉及使用模板来组装纤维并同时捕光分子以这样的方式使得它们变成自然嵌入在纤维基质。如果成功,此预先可能背后改进某些太阳能电池的有机组分。“我们可以做的是将形成更高效的太阳能电池,这是问题的一部分的材料,”弗莱说。“这一切都能够使用小vwin徳赢app下载肽调整的效率。”

无论是全国妇女委员会和ALCF是科学用户设施能源部办公室。

基于该研究的论文中,“水排序控制的胶束纤维形成在动态平衡自组装肽两亲物”,出现在8月24日版自然通讯

资源:DOE /阿贡国家实验室

分享

其他来源

2更多来源请点击

最新的科学新闻徳赢手机版

获取本周的最新和最流行的科技新闻文章在您的收件箱!徳赢手机版免费!

看看我们的下一个项目,Biology.Net