science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Moleculaire glasvezels

Nederlandse nanotechnologen van onderzoeksinstituut MESA+ van de Universiteit Twente hebben ontdekt dat het fotosynthesesysteem van bacteriën gebruikt kan worden om licht over relatief lange afstanden te transporteren. Ze hebben een soort 'moleculaire glasvezel' ontwikkeld, duizend keer dunner dan een mensenhaar. De resultaten van hun onderzoek worden gepubliceerd in de aprileditie van het toonaangevende tijdschrift Nano-letters .

Alle planten en sommige bacteriën gebruiken fotosynthese om energie van de zon op te slaan. Onderzoekers van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie van de Universiteit Twente hebben nu ontdekt hoe delen van het fotosynthesesysteem van bacteriën kunnen worden gebruikt om licht te transporteren. In hun experimenten gebruikten de onderzoekers geïsoleerde eiwitten uit het zogenaamde Light Harvesting Complex (LHC). Deze eiwitten transporteren het zonlicht in de cellen van planten en bacteriën naar een plek in de cel waar de zonne-energie wordt opgeslagen. De onderzoekers bouwden van de LHC-eiwitten een soort 'moleculaire glasvezel' die duizend keer dunner is dan een mensenhaar.

In het experiment bevestigden de onderzoekers de eiwitten op een vaste achtergrond. Ze plaatsten ze in een rij, en vormde zo een draad. Ze schenen toen laserlicht op een punt in de draad, en observeerde waar het licht naar toe ging. De lijn met de LHC-eiwitten transporteerde niet alleen het licht, maar vervoerde het over veel grotere afstanden dan de onderzoekers aanvankelijk hadden verwacht. In de bacteriën waaruit de LHC-eiwitten zijn geïsoleerd, worden normaal gesproken afstanden van ongeveer 50 nanometer overbrugd. In de experimenten van de onderzoekers legde het licht afstanden af ​​die minstens dertig keer groter waren.

Volgens Cees Otto een van de betrokken onderzoekers, we kunnen veel leren van de natuur in experimenten als deze. "De LHC-eiwitten zijn de bouwstenen die de natuur ons geeft, en met behulp daarvan kunnen we meer leren over natuurlijke processen zoals het transport van licht bij fotosynthese. Als we begrijpen hoe de natuur werkt, dan kunnen we het imiteren. Op termijn zullen we dit principe kunnen toepassen in, bijvoorbeeld, zonnepanelen."