|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Гибридные нанобиофотопреобразователи на основе полупроводниковых нанокристаллов и фотосинтетических наноразмерных комплексНИР
- Руководитель НИР: Пащенко В.З.
- Участники НИР: Горохов В.В., Загидуллин В.Э., Корватовский Б.Н., Красильников П.М., Лукашев Е.П., Максимов Е.Г., Нокс П.П., Тусов В.Б.
- Подразделение: Биологический факультет
- Срок исполнения: 19 апреля 2011 г. - 31 декабря 2012 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 16.513.11.3078
- Номер ЦИТИС: 01201161992
- Тип: Прикладная
- Приоритетное направление научных исследований: Физико-химические основы биологии и биотехнологии
- ПН России: Индустрия наносистем
- Направление технологического прорыва России: Энергоэффективность и энергосбережение
-
Рубрики ГРНТИ:
- 34.17.09 Фотофизические и фотохимические процессы в биологии
- 29.19.22 Физика наноструктур. Низкоразмерные структуры. Мезоскопические структуры
-
Ключевые слова:
молекулярные провода, реакционные центры, нанофотобиопреобразователи, фотосистемы, гибридные структуры, fret
-
Описание:
Объектом исследования НИР на данном этапе являлись гибридные структуры, образованные полупроводниковыми нанокристаллами и фотосинтетическими наноразмерными комплексами. Полупроводниковые нанокристаллы, по-другому называемые квантовыми точками, состоят из ядра, образованного частицами полупроводника с размерами порядка 1-4 нм в диаметре, изолирующего слоя полупроводника, толщиной в 1-3 атомарных слоя и поверхностное покрытие, обеспечивающее им растворимые свойства, а так же заряд. Квантовые точки обладают способностью поглощать свет в широком диапазоне длин волн, а их флуоресценция ограничена одной, достаточно узкой спектральной полосой, положение которой строго определяется их размерами. Фотосинтетические наноразмерные комплексы – это группа биологических макромолекул, объединяемая по участию в первичных процессах фотосинтеза (улавливание света, разделение заряда) в которую входят (но не ограничивается) фотосистемы 1 и 2, реакционные центры пурпурных бактерий. Основная их особенность заключается в том, что коэффициент преобразования уловленного кванта света в энергию разделенных зарядов гораздо выше, чем у традиционных кремниевых солнечных батарей. Совмещение свойств полупроводниковых нанокристаллов и фотосинтетических наноразмерных комплексов в гибридных структуры нанометрового диапазона представляет собой перспективное направление исследований, так как позволит создать солнечные батареи с высоким КПД и с использованием возобновляемых материалов.
-
Основные результаты:
Задачи, поставленные в проекте, полностью выполнены
- Добавил в систему: Пащенко Владимир Захарович
Источник финансирования НИР
| ФЦП: Федеральная целевая программа, Федеральная целевая НТ программа |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 19 апреля 2011 г.-31 декабря 2011 г. | Гибридные нанобиофотопреобразователи на основе полупроводниковых нанокристаллов и фотосинтетических наноразмерных комплекс |
| Результаты этапа: На первом этапе были произведены следующие работы: 1.1 Анализ литературных данных состояния проблемы, составлен аналитический обзор, выбран и обоснован оптимальный вариант направления исследований, методов, средств и способов решения задач. 1.2 Проведены патентные исследования по ГОСТ 15.011-96. 1.3 Изучен механизм переноса энергии светового возбуждения от полупроводниковых нанокристаллов на фотосинтетические наноразмерные комплексы. 1.4 Оценена эффективность поглощения света и КПД преобразования энергии света в энергию разделенных зарядов в гибридных системах из полупроводниковых нанокристаллов и фотосинтетических наноразмерных комплексов. 1.5 Изучена зависимость эффективности процессов переноса энергии электронного возбуждения от различных типов полупроводниковых нанокристаллов к фотосинтетическими наноразмерными комплексами от состава среды (водные растворы, липосомы, ленгмюровские пленки), а также от интенсивности и длины волны возбуждающего света. 1.6 Теоретически исследованы процессы переноса электрона в фотосинтетических наноразмерных комплексах, объединенных с молекулярными проводами. 1.7 Разработан теоретическй подход к описанию процессов переноса энергии в гибридных системах, а также учету факторов, влияющих на эффективность переноса энергии между полупроводниковым нанокристаллом и природным энергопреобразующим нанокомплексом. 1.8 Произведен подбор полупроводниковых нанокристаллов для оптимизации процессов поглощения света и переноса энергии электронного возбуждения на природные энергопреобразующие комплексы. 1.9 Подведены итоги этапа НИР и оформлена отчетная документация. 1.10 Написаны 2 статьи. Состав выполненных работ соответствует требованиям технического задания, календарного плана и нормативной документации. Выполненные работы удовлетворяют условиям государственного контракта, технического задания, календарного плана. Содержание отчетной документации соответствует требованиям технического задания. | ||
| 2 | 1 января 2012 г.-31 декабря 2012 г. | Гибридные нанобиофотопреобразователи на основе полупроводниковых нанокристаллов и фотосинтетических наноразмерных комплекс |
| Результаты этапа: На втором этапе были произведены следующие работы: 4.1 Проведено обобщение результатов исследований. 4.2 Проведено сопоставление данных, полученных из анализа научно-информационных источников и результатов теоретических и экспериментальных исследований. 4.3 Произведена оценка эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем. 4.4 Проведен анализ выполнения требований технического задания на НИР. 4.5 Произведена оценка полноты решения задач и достижения поставленных целей НИР. 4.6 Разработана инструкция по подбору компонентов гибридных фотопреобразующих ячеек. 4.7 Разработаны рекомендации по определению эффективности преобразования энергии света гибридной фотопреобразующей ячейкой. 4.8 Разработан проект технического задания на проведение ОКР по теме «Гибридные нанобиофотопреобразователи на основе полупроводниковых нанокристаллов и фотосинтетических наноразмерных комплексов». 4.9 Разработаны методические рекомендации по использованию гибридных фотопреобразующих ячеек. 4.10 Разработаны рекомендации по использованию результатов проведенных НИР в реальном секторе экономики, а также в дальнейших исследованиях и разработках, в том числе: – проведена технико-экономическая оценка рыночного потенциала полученных результатов . – разработаны рекомендации и предложения по использованию результатов проведенных НИР в реальном секторе экономики. 4.11 Разработаны практические курсы на основе результатов НИР для подготовки специалистов, бакалавров и магистров по специальности биофизика. 4.12 Подготовлен заключительный отчет НИР, проведено его рассмотрение на ученом совете. 4.13 Опубликовано 4 статьи. Состав выполненных работ соответствует требованиям технического задания, календарного плана и нормативной документации. Выполненные работы удовлетворяют условиям государственного контракта, технического задания, календарного плана. Содержание отчетной документации соответствует требованиям технического задания. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".