[PWC-MEDIA] Persbericht: Beter begrip van kunstmatige fotosynthese

----- Original Message ----- 
From: Fenneke Colstee-Wieringa 
To: Fenneke Colstee 
Sent: Monday, July 02, 2012 4:37 PM
Subject: ter vertaling aangeboden... Dank alvast.


       



       

      Persbericht

      Rijksuniversiteit Groningen / nummer 97/ 2 juli 2012

       

      Beter begrip van kunstmatige fotosynthese
       

      Planten maken via fotosynthese van zonlicht direct brandstof. Er bestaan 
kunstmatige nanobuisjes die werking van het fotosynthese-systeem deels 
nabootsen. Onderzoek van Groningse natuurkundigen, samen met collega’s uit 
Duitsland en de VS, laat zien hoe deze buisjes precies werken. Dat is van 
belang voor het ontwerpen van kunstmatige fotosynthesesystemen die zonlicht 
direct omzetten in iets wat in de brandstoftank kan.

       

      In een artikel dat op 1 juli als voorpublicatie op de website van het 
tijdschrift Nature Chemistry is gezet, onthullen de onderzoekers hoe 
nanobuisjes, die bestaan uit op elkaar gepakte kleurstofmoleculen, lichtenergie 
verwerken. De buisjes hebben een doorsnee van ongeveer tien nanometer (een 
nanometer is een miljoenste millimeter) en kunnen enkele duizendste millimeters 
lang zijn. 

       

      Twee lagen
      ‘Deze buisjes zijn al zo’n tien jaar bekend’, vertelt Jasper Knoester, 
hoogleraar theoretische natuurkunde aan de RUG. ‘Een kenmerk is dat ze bestaan 
uit twee lagen. De kleurstofmoleculen in beide lagen absorberen fotonen en 
raken daardoor in een aangeslagen toestand. Wij hebben nu ontdekt dat beide 
lagen afzonderlijk functioneren.’

       

      Stemvork
      Waar de fotonen bij een gewone zonnecel elektronen losmaken en zo 
elektrische stroom opwekken, zetten de kleurstoffen in de nanobuisjes de 
fotonen om in energie. Die energie kan van molecuul naar molecuul overspringen. 
‘Je kunt het vergelijken met een stemvork die aanslaat, zodat deze gaat 
trillen,’ legt Knoester uit. ‘Wanneer je een heel rijtje stemvorken vlak bij 
elkaar zet en er eentje laat trillen, zullen andere stemvorken gaan meetrillen. 
Op die manier verspreidt de opgevangen lichtenergie zich door het nanobuisje: 
sommige moleculen raken aangeslagen en andere moleculen gaan “meetrillen”.’

       

      Van licht naar brandstof
      In fotosynthesesystemen van groene planten werkt het net zo. Grote 
aggregaten van moleculen vangen licht op, zetten het om in energie die 
uiteindelijk in een centraal reactiecentrum terechtkomt. Daar legt het systeem 
de energie uiteindelijk vast in bijvoorbeeld suiker. ‘Er is veel belangstelling 
voor systemen die dit kunnen nadoen: light-to-fuel, van licht naar brandstof. 
Die brandstof kan je opslaan en in je tank stoppen, wat met de stroom die 
gewone zonnecellen maken veel moeilijker is.’

       

      Coherentie
      Enkele jaren geleden zijn sterke aanwijzingen gevonden dat bij het 
opvangen van energie door natuurlijke fotosynthesesystemen kwantummechanische 
effecten optreden. Dat was onverwacht, omdat zulke effecten vooral gezien 
worden bij zeer kleine structuren en lage temperatuur. De energie verspreidt 
zich in het systeem via ‘coherentie’. Simpel gezegd weet de energie de kortste 
route door het fotosynthesesysteem te vinden door alle mogelijk routes tegelijk 
af te lopen om dan de beste te ‘kiezen’. Mogelijk draagt dit bij aan de grote 
efficiëntie van fotosynthese: 95 procent van de door planten opgevangen energie 
wordt omgezet in brandstof.

       

      Doorslaggevend experiment
      ‘We wilden weten of coherentie zich beperkt tot één wand, of dat het ook 
tussen wanden optreedt. Daar bestonden tegenstrijdige experimentele gegevens 
over’, vertelt Knoester. Deze kennis is van belang bij het ontwerpen van 
kunstmatige licht-naar-brandstof systemen. In het artikel dat vandaag 
verschenen is, beschrijven de onderzoekers een doorslaggevend experiment. Via 
oxidatie is de buitenste schil van de nanobuisjes langzaam onklaar gemaakt. 
Ondertussen is gemeten hoe de absorptie van licht verandert.

       

      Meer begrip
      De conclusie luidt dat de binnenkant en de buitenkant van het nanobuisje 
slechts heel zwak verbonden zijn. Ze werken, in ieder geval bij 
kamertemperatuur, als twee onafhankelijke systemen. Een tweede experiment 
bevestigde dit resultaat. Knoester: ‘We krijgen hierdoor meer begrip van de 
relatie tussen de moleculaire bouw en de functie van deze nanobuisjes.’ Dat 
helpt om nieuwe, eenvoudiger licht-oogstende structuren te ontwikkelen. ‘Maar 
we hebben nu ook meer fundamenteel inzicht in de manier waarop 
kwantummechanische effecten in dit soort moleculen optreden.’ 

       
      Kwantumcomputers
      Dat laatste kan belangrijk zijn voor een heel andere toepassing: de 
kwantumcomputer. Door coherentie kan een ‘kwantum-bit’ tegelijkertijd 
verschillende waarden aannemen. In principe is het op deze manier mogelijk om 
veel sneller te rekenen dan met gewone computers. Alleen is het lastig om 
kwantum-bits te maken die bij kamertemperatuur werken. ‘Begrijpen hoe in 
natuurlijke en kunstmatige fotosynthesesystemen kwantumeffecten optreden, is 
daarom van belang.’

       

      Noot voor de redactie
      -        Contact: prof.dr. J. Knoester, j.knoester@xxxxxx; tel 
050-3634617. Jasper Knoester is behalve decaan van de Faculteit Wiskunde en 
Natuurwetenschappen, hoogleraar bij het Institute for Theoretical Physics en 
het Zernike Institute for Advanced Materials (ZIAM) van de RUG.

      -        Referentie: Utilizing redox-chemistry to elucidate the nature of 
exciton transitions in supramolecular dye nanotubes; D. M. Eisele1,2, C. W. 
Cone3, E. A. Bloemsma4, S.M. Vlaming1,4, C. G. F. van der Kwaak4, R. J. 
Silbey1,†,M. G. Bawendi1, J. Knoester4*, J. P. Rabe2 and D. A. Vanden Bout3*; 
Nature Chemistry; DOI: 10.1038/NCHEM.1380

      1Massachusetts Institute of Technology, Center for Excitonics and 
Department of Chemistry, 77 Massachusetts Avenue, Cambridge, Massachusetts 
02139, USA, 2Humboldt-Universität zu Berlin, Department of Physics and IRIS 
Adlershof, Newtonstraße 15, D-12489 Berlin, Germany, 3University of Texas at 
Austin, Department of Biochemistry and Chemistry and Center for Nano and 
Molecular Science and Technology, 1 University Station A5300, Austin, Texas 
78712-0165, USA, 4University of Groningen, Institute for Theoretical Physics 
and Zernike Institute for Advanced Materials, Groningen, The Netherlands; 
†Deceased.


--------------------------------------------------------------------------

      Redactie

      Afdeling Communicatie / Postbus 72, 9700 AB Groningen / 050-363 44 44 / 
communicatie@xxxxxx / www.rug.nl

        

       

      Afmelden Persberichten

      E-mail: communicatie@xxxxxx 

       

      Rijksuniversiteit Groningen

      De Rijksuniversiteit Groningen is een mondiaal georiënteerde research 
universiteit, geworteld in Groningen, City of Talent. Bevindt zich op 
invloedrijke ranglijsten rond de top-100. Is geliefd bij studenten (27.000) en 
medewerkers (5500) uit binnen- en buitenland. Zij worden uitgedaagd het beste 
uit zichzelf te halen; talent krijgt de ruimte, kwaliteit staat centraal. De 
universiteit werkt actief samen met maatschappelijke partners en profileert 
zich op de thema’s Healthy Ageing, Energy en Sustainable Society. 
     

 

 

PNG image

PNG image

PNG image

PNG image


 
 
 
 
 
 
 
 
 




Other related posts:

  • » [PWC-MEDIA] Persbericht: Beter begrip van kunstmatige fotosynthese - Communicatie RUG