Jump to content

Легкие заготовительные материалы

Светособирающие материалы собирают солнечную энергию , которую затем можно преобразовать в химическую энергию посредством фотохимических процессов. [ 1 ] Синтетические светособирающие материалы созданы на основе фотосинтетических биологических систем, таких как светособирающие комплексы и пигменты, которые присутствуют в растениях и некоторых фотосинтезирующих бактериях. [ 1 ] Динамичные и эффективные антенные комплексы, присутствующие в фотосинтезирующих организмах, вдохновили на разработку синтетических светособирающих материалов, имитирующих светособирающие механизмы в биологических системах. Примерами синтетических светособирающих материалов являются дендримеры , порфириновые массивы и сборки, органические гели, биосинтетические и синтетические пептиды , органо-неорганические гибридные материалы и полупроводниковые материалы (неоксиды, оксинитриды и оксисульфиды). [ 2 ] [ 3 ] Синтетические и биосинтетические светособирающие материалы находят применение в фотоэлектрической энергетике . [ 4 ] фотокатализ , [ 3 ] [ 5 ] и фотополимеризация. [ 6 ]

Фотохимические процессы

[ редактировать ]

Органические фотоэлектрические элементы

[ редактировать ]

Во время фотохимических процессов с использованием донорных и акцепторных хромофоров в органических солнечных элементах фотон поглощается донором и генерируется экситон. Экситон НСМО диффундирует к границе раздела донор/акцептор или гетеропереходу, где электрон с нижней незанятой молекулярной орбитали ( ) донора переносится на НСМО акцептора. [ 7 ] Это приводит к образованию электронно-дырочных пар. Когда фотон поглощается акцептором и экситон достигает гетероперехода, электрон переходит из ВЗМО донора в ВЗМО акцептора. [ 7 ] Чтобы гарантировать эффективный перенос заряда, непрерывные донорные или акцепторные домены должны быть меньше длины диффузии экситона (< ~ 0,4 нм). [ 7 ]

Рисунок 1: (А) Поглощение света и образование синглетного экситона с противоположными спинами электронов «вверх» и «вниз» с последующей передачей энергии донору и акцептору электронов гетероперехода II типа, а затем (Б) электрону или (C) перенос дырок может произойти на гетеропереходе. [ 8 ]

Легкая эффективность уборки

[ редактировать ]

светособирания Эффективность при передаче энергии в светособирающих материалах можно повысить либо за счет уменьшения расстояния между донором и акцептором, либо за счет разработки материала, содержащего несколько антенных хромофоров на каждый акцептор (антенный эффект). [ 9 ] Эффективность резонансной передачи энергии Фёрстера (FRET) соответствует эффективности светособирания и определяется спектроскопическими свойствами красителей/пигментов или хромофоров и расстояниями между донором и акцептором; ограничения FRET можно преодолеть за счет усиления антенного эффекта за счет изменения стехиометрии донора электронов, передатчика и акцептора. [ 9 ] [ 10 ]

Фотосинтетические биологические системы

[ редактировать ]

Фотосинтетические биологические системы используют солнечный свет , обильный и повсеместный источник энергии, в качестве метаболического топлива. [ 11 ] Наивысшая эффективность преобразования энергии солнца в биомассу растениями составляет около 4,6% при 30 °C и 380 ppm атмосферного CO 2 для фиксации углерода во время фотосинтеза. [ 12 ] Комплексы по сбору естественного света оснащены молекулярными механизмами, которые позволяют преобразовывать солнечный свет в химическую энергию почти со 100% квантовой эффективностью . [ 11 ] [ 12 ] Способность живых организмов собирать солнечную энергию и достигать квантовой эффективности, близкой к единице. [ 12 ] связано с кульминацией ~3,5 миллиардов лет эволюции. [ 13 ] Эта эффективность достигается в растениях с помощью серии этапов передачи энергии, которые осуществляются через пигментно-белковые комплексы (например, Фотосистема II). [ 11 ] Пигментно-белковые комплексы (ППК) содержат молекулы хромофора, в частности хлорофиллы и каротиноиды , которые встроены в белковый матрикс. [ 11 ] PPC служат антенными комплексами, которые поглощают солнечный свет, и собранная энергия солнечного света затем передается на сотни нанометров в реакционный центр; эта энергия по существу питает цепь переноса электронов, необходимую для фотосинтеза и последующего фотосинтеза растений. [ 11 ] Чтобы произошел перенос заряда или энергии в многоэлектронных окислительно-восстановительных процессах цепи переноса электронов, сначала должно произойти разделение заряда, которое вызывается сбором света. [ 13 ]

Комплексы пурпурных бактерий

[ редактировать ]

Пурпурные бактерии , фотосинтезирующий организм, также содержат PPC, который структурно отличается от фотосистем растений, но аналогичен по функциям. [ 11 ] Белки-переносчики экситонов, обнаруженные у пурпурных бактерий, таких как Rhodospirillum photometricum или Rhodoblastus acidophilus , представляют собой светособирающий комплекс 1 и светособирающий комплекс 2. [ 11 ] [ 12 ] Светособирающий комплекс 2 у пурпурных бактерий Rhodoblastus acidophilus показан на рисунке 2. [ 11 ] Светособирающий комплекс пурпурных бактерий многофункциональен; при высокой интенсивности света светособирающий комплекс обычно переключается в загашенное состояние посредством конформационного изменения PPC, а при низкой интенсивности света светособирающий комплекс обычно возвращается в негашеное состояние. [ 11 ] Эти конформационные изменения происходят в светособирающем комплексе 2, чтобы управлять метаболическими затратами, соответствующими синтезу белка в пурпурных бактериях. [ 11 ]

Рисунок 2: Светособирающий комплекс 2 у Rhodoblastus acidophilus, типа пурпурных бактерий. ПДБ 2fkw EBI

Комплексы в зеленых растениях

[ редактировать ]

Конформационные изменения белков ППК сосудистых и высших растений происходят также в зависимости от интенсивности света. Когда интенсивность света снижается, например, в пасмурный день, любой солнечный свет, поглощенный высшими растениями, преобразуется в электричество для фотосинтеза. [ 11 ] Когда условия допускают прямой солнечный свет, способность PPC в высших растениях поглощать и передавать энергию превышает способность последующих метаболических или биохимических процессов. [ 11 ] В периоды высокой интенсивности освещения растения и водоросли вступают в стадию нефотохимического тушения . [ 11 ]

Проектирование и характеристика синтетических материалов

[ редактировать ]

Материалы на основе порфиринов, хлорофилла и каротиноидов.

[ редактировать ]

Материалы для сбора искусственного света, служащие антенной, основаны на нековалентных супрамолекулярных ансамблях, содержащих мотивы, вдохновленные молекулами пигмента хлорофилла. [ 7 ] [ 13 ] [ 14 ] и каротиноиды [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] которые в природе встроены в белково-пигментные комплексы. [ 15 ] Класс пигментов , наиболее часто встречающийся в природе, — хлорофиллы и бактериохлорофиллы , синтетические аналоги этих биологических хромофорных молекул — порфирины. [ 13 ] [ 17 ] которые являются наиболее широко используемыми соединениями в системах сбора искусственного света. [ 17 ] Порфириновые фрагменты, присутствующие в биологических светособирающих комплексах, играют решающую роль в эффективном поглощении видимого света. Собранная энергия от молекул на основе порфирина затем собирается в реакционном центре через реле передачи энергии возбуждения. [ 13 ] [ 17 ] Световой процесс разделения зарядов происходит в реакционном центре за счет взаимодействия двух производных порфирина. [ 17 ]

Биоинспирированные материалы порфирина и хлорофилла

[ редактировать ]

Супрамолекулярные ансамбли синтетических материалов на основе порфиринов для сбора света обычно изучаются и используются для электронной передачи энергии. [ 13 ] [ 17 ] Супрамолекулярные сборки обычно используют координацию и водородные связи как эффективные средства настройки взаимодействий и направленности между хромофорами-донорами и флуорофорами- акцепторами . [ 13 ] Порфирин цинка часто сочетается с порфирином свободного основания в синтетических системах передачи электронной энергии из-за отдельных особенностей поглощения обеих этих молекул. Порфирин цинка служит донором, а порфирин свободного основания служит акцептором, поскольку флуоресценция порфирина цинка перекрывается с поглощением порфирина свободного основания. [ 13 ] Порфириновые массивы и олигомеры были объединены с молекулами разделения заряда, чтобы имитировать функции разделения заряда, которые присутствуют в фотосинтетических белках, в дополнение к светособирающим свойствам биологических светособирающих комплексов. Молекулы разделения заряда, которые обычно комбинируются с донорными хромофорными металлизированными цинком порфиринами, представляют собой ферроцен , который служит донором электронов, и фуллерен , который служит акцептором электронов. [ 13 ]

Молекулярные структуры хлорофилла а, светособирающего пигмента зеленых растений (слева) и искусственной порфириновой фотосенсибилизирующей системы (справа). [ 18 ]

Каротиноидные биоинспирированные материалы

[ редактировать ]

Каротиноиды — это еще один класс молекул пигмента/красителя, обнаруженных в фоторецепторах сетчатки. [ 14 ] и биологические системы сбора света (например, Фотосистема I , Фотосистема II и Комплекс сбора света II). Каротиноиды, образующиеся в составе хлорофиллов в биологических фотосинтетических системах, эффективно способствуют фотоиндуцированному разделению зарядов и переносу электронов. [ 7 ] Каротиноиды сильно конъюгированы и по структуре очень похожи на полиацетиленовые олигомеры . [ 7 ] Каротиноиды природного происхождения были объединены с производными фуллеренов для фотоэлектрических применений. [ 7 ] В фотоэлектрических устройствах молекулы каротиноидов проявляют полупроводниковое поведение p-типа , поскольку молекулярная структура очень похожа на полиацетилен . [ 7 ] Искусственные диадные и триадные системы, в которых каротиноиды ковалентно связаны, смогли имитировать механизмы разделения зарядов и сбора света, присутствующие в фототрофных организмах. [ 7 ] Каротиноид, который ковалентно связан с порфирином, является типичным примером диады, содержащей каротиноид. Диада затем может быть ковалентно связана с фуллереном с образованием триады (рис. 3). [ 15 ] Триадные системы демонстрируют транспорт электронов, который приводит к длительным состояниям с разделенным зарядом. [ 15 ]

Рисунок 3: Триада молекул, содержащих порфирин, способный собирать свет и разделять заряды А) Каротиноид, порфирин и фуллерен Триада Б) Ферроцен, порфирин и фуллерен [ 13 ] [ 15 ]

Биоматериалы

[ редактировать ]

Комплексы естественного светособирания содержат белки, которые путем самосборки объединяются с эффективными донорными хромофорами, чтобы способствовать сбору света и передаче энергии во время фотосинтеза; синтетические пептиды могут быть разработаны так, чтобы иметь оптоэлектронные свойства, которые имитируют это явление в естественных светособирающих комплексах. [ 19 ] Белки в PPCs не только служат опорой для расположения хромофоров во время сбора света, но также активно играют роль в фотофизической динамике фотосинтеза . [ 19 ] [ 20 ] Некоторые биомиметические комплексы по сбору искусственного света были разработаны с использованием белков и пептидов, которые самособираются таким образом, что хромофоры в комплексе располагаются для оптимизации эффективности сбора света. [ 19 ] Пептидные самосборки и полипептиды, модифицированные порфиринами, также были разработаны так, чтобы выполнять двойную функцию разделения зарядов и сбора света. [ 21 ] В других примерах конъюгатов донорного и акцепторного хромофора пептида используется самосборка амилоидных фибрилл в бета-лист , который позволяет хромофорам располагаться таким образом, который точно настроен для эффективного сбора света. [ 21 ] Синтетические пептиды и белки являются одним из примеров биологических материалов, которые используются в системах искусственного сбора света, сборках вирусных шаблонов. [ 22 ] и ДНК-оригами [ 9 ] [ 10 ] также использовались для легкой уборки урожая.

Органические гели и нанокристаллы

[ редактировать ]

Обратимые сети молекулярных органических гелей удерживаются вместе за счет нековалентных взаимодействий (например, водородных связей , π-стекинга, взаимодействий Ван-дер-Ваальса и донорно-акцепторных взаимодействий). Молекулы гелеобразователя могут самоорганизовываться в одномерные массивы благодаря направленному характеру межмолекулярных взаимодействий , образуя удлиненные волокнистые структуры, которые могут служить молекулами-антеннами. [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] Органические гели собираются таким образом, что происходит правильное расположение донорных и акцепторных хромофоров , что является основным требованием для эффективной передачи энергии. [ 23 ] π-сопряженные молекулы обычно используются в органических гелях, поскольку на эти молекулы влияет ориентация хромофоров при самосборке. Некоторыми примерами π-сопряженных молекул, которые используются в органических гелях, являются олиго-п-фениленвинилен , [ 23 ] [ 24 ] производные антрацена , пирена и порфирина . [ 23 ]

Органические и металлоорганические нанокристаллы (НК) перспективны для сбора света и энергетики, поскольку НК могут растворяться, демонстрируют способность поглощать большую часть солнечного спектра и имеют настраиваемую ширину запрещенной зоны из-за эффектов квантового ограничения. [ 26 ] [ 27 ] Органические и металлоорганические кристаллы обычно образуются в результате нековалентных взаимодействий, включая водородные связи, π – π-укладку и электростатические взаимодействия. Органические НК могут состоять из органических массивов, включающих молекулы красителей, таких как дипиррометен бора. [ 28 ] Сан и др. разработали два полиморфных металлорганических нанокристалла, образованных из комплексов платина (II)-β-дикетонат, продемонстрировавших светособирающие и фотолюминесцентные свойства. [ 27 ] Нанокристаллы цеолита , которые обеспечивают супрамолекулярную организацию молекул органических красителей, также были разработаны для сбора света. [ 23 ]

Дендримеры

[ редактировать ]

С конца 1990-х годов большое внимание уделялось созданию супрамолекулярных видов, которые могут выступать в качестве молекул-антенн для искусственных фотосинтетических применений; многие из этих искусственно созданных антенн являются дендримерами . [ 29 ] Светособирающие дендритные молекулярные структуры спроектированы таким образом, чтобы иметь большое количество светособирающих донорных хромофоров, которые передают энергию к «приемнику» энергии в центре дендримера. Важным соображением при разработке дендримеров для приложений по сбору света является то, что по мере увеличения генерации дендримеров количество концевых групп, которые служат донорными хромофорами, удваивается; [ 30 ] однако это приводит к увеличению расстояния между группами терминалов и ядром акцептора энергии, тем самым снижая эффективность передачи энергии. [ 30 ] Дендримеры могут содержать большое количество хромофорных групп, таких как донорские хромофоры на основе кумарина, в высокоупорядоченных массивах, что обеспечивает эффективную передачу энергии. [ 29 ] [ 31 ] Ядро (акцептор энергии) молекул дендримеров может быть функционализировано порфиринами, фуллеренами и металлокомплексами. [ 29 ] [ 30 ] Некоторые зарегистрированные дендримерные системы могут достигать передачи энергии до 99%, пример дендримера, который может достигать такой эффективности, имеет периленовое ядро ​​и ветви дендримера, состоящие из кумариновых звеньев. [ 29 ]

Нанокомпозиты

[ редактировать ]

Наноматериалы с настраиваемой запрещенной зоной можно комбинировать для формирования гетерогенных структур, которые самособираются в стабильные абиотические структуры, обладающие потенциалом в искусственном фотосинтезе и бионическом зрении. [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] Электронные и физические свойства композитов на основе графена обещают использовать для преобразования энергии света. [ 32 ] [ 35 ] В одном из примеров композита на основе графена используются отрицательно и положительно заряженные мультислои оксида графена, причем слои уложены горизонтально на основе электростатических взаимодействий, образующих горизонтальную гетероструктуру, способную претерпевать преобразование энергии легких ионов. [ 32 ] Отрицательно заряженный оксид графена также можно комбинировать с положительно заряженными полимерными наночастицами; Агрегация полимеров в полимерных наночастицах обеспечивает более широкий диапазон настраиваемой реакции на видимый свет по сравнению с чистыми полимерами. [ 35 ] Высокие коэффициенты экстинкции полимерных агрегатов позволяют улучшить сбор света, а также разделение зарядов. Делокализация электронов полимерных наночастиц в сочетании с графеном обеспечивает π–π*-переходы, и материалы в композите энергетически совпадают. [ 35 ]

Органические и неорганические гибриды и неорганические наноматериалы

[ редактировать ]

В органических и неорганических гибридных системах, таких как органо-неорганический гибридный перовскит. [ 36 ] и металлоорганические каркасы (MOF), [ 37 ] [ 38 ] органо-неорганический интерфейс является важнейшим параметром, который контролирует работу светособирающих устройств. [ 34 ] Перовскитные материалы на основе галогенидов свинца демонстрируют исключительные фотофизические свойства и находят применение в оптоэлектронике . [ 36 ] Галогенидные перовскитные материалы в целом обладают высокими характеристиками оптического поглощения и обеспечивают перенос заряда, демонстрируя, что эти материалы имеют потенциал для фотоэлектрических применений и преобразования солнечной энергии. [ 36 ] MOF могут быть спроектированы так, чтобы обладать свойствами сбора солнечного света с помощью различных синтетических стратегий, таких как использование содержащих порфирин стоек или металлопорфиринов в качестве основных органических строительных блоков. [ 37 ] [ 38 ] MOF также можно функционализировать путем модификации поверхности с помощью квантовых точек или путем внедрения фоточувствительных комплексов металлов рутения или осмия в структуру MOF. [ 37 ]

Неорганические материалы, такие как кремниевые наноструктуры , [ 39 ] пленки неорганических оксидов (например, оксид титана и оксид индия ), [ 40 ] [ 41 ] и сверхтонкие двумерные неорганические материалы (например, оксихлорида висмута , сульфида олова и сульфида титана ) нанолисты [ 41 ] обладают светособирающими и оптоэлектронными свойствами. [ 40 ] Кремний обычно используется в солнечных элементах, и в 1954 году Bell Labs изобрела первый эффективный кремниевый солнечный элемент с эффективностью 5%. [ 42 ] Эффективность устройства, изобретенного Bell Labs, быстро возрастала при легировании n- и p-типа и к 1961 году достигла эффективности 14,5%. [ 42 ] Кремний широко распространен, обладает высокой подвижностью носителей заряда и высокой стабильностью, что позволяет широко использовать его в фотоэлектрических и полупроводниковых приложениях. [ 39 ] В настоящее время наиболее эффективное устройство с одним переходом, использующее кремний, достигло эффективности преобразования солнечной энергии до 29,1%. [ 42 ] Кремниевые наноструктуры, такие как нанопроволоки , нанокристаллы, квантовые точки и пористые наночастицы , продемонстрировали улучшения по сравнению с объемным или плоским кремнием благодаря улучшенному разделению и переносу заряда, более высокому удельному объему и кривизне поверхности. [ 39 ] Кремниевые наноструктуры также допускают эффект квантового ограничения, который может улучшить диапазон поглощения света и светоиндуцированные реакции. [ 39 ]

Солнечные элементы, сенсибилизированные красителем, часто включают диоксид титана в качестве основного компонента, поскольку он обеспечивает адсорбцию сенсибилизатора, а также разделение заряда и характеристики переноса электронов. [ 40 ] Молекулы красителя, присутствующие в сенсибилизированных красителем солнечных элементах, при сборе света передают возбужденные электроны диоксиду титана , который затем разделяет заряд. [ 40 ] Листы оксида индия с кислородными вакансиями имеют суженную запрещенную зону и улучшенные свойства носителей заряда, что обеспечивает эффективность разделения носителей заряда, что делает этот материал потенциальным кандидатом для сбора света. [ 41 ] Ультратонкий оксихлорид висмута с кислородными вакансиями также обеспечивает улучшенные свойства светособирания и разделения заряда. [ 41 ]

Приложения

[ редактировать ]

Фотовольтаика

[ редактировать ]

В частности, с конца 1990-х годов быстро развивалась область органической фотоэлектрической энергии , и небольшие солнечные элементы продемонстрировали эффективность преобразования энергии до 13%. [ 8 ] Обилие солнечной энергии и возможность использовать ее для преобразования в химическую энергию посредством искусственного фотосинтеза могут позволить создать массовые возобновляемые источники энергии. [ 4 ] Понимание фундаментальных процессов фотосинтеза в биологических системах важно для развития возобновляемых источников солнечной энергии. [ 4 ] [ 43 ] Светоиндуцированное разделение зарядов в фотосинтезирующих организмах катализирует преобразование солнечной энергии в химическую или метаболическую энергию, что вдохновило на разработку синтетических светособирающих материалов, которые затем можно интегрировать в фотоэлектрические устройства , генерирующие электрическое напряжение и ток при поглощении фотонов. . [ 4 ] экситонные сети для эффективной передачи энергии. Затем формируются [ 4 ] Широкий спектр молекулярных и твердотельных материалов находит применение в фотоэлектрической энергетике. [ 43 ] При проектировании фотоэлектрических устройств крайне важно учитывать эффекты высокой концентрации пигмента или хромофора , расположение хромофоров, а также геометрию антенных фрагментов, встроенных в светособирающие устройства, чтобы оптимизировать выработку энергии и максимизировать квантовая эффективность . [ 43 ] Одной из распространенных форм хромофора в солнечных элементах являются солнечные элементы, сенсибилизированные красителем . Динамичный и отзывчивый молекулярный механизм, присутствующий в фотосинтезирующих организмах, а также принципы самосборки повлияли на конструкцию «умных» фотоэлектрических устройств. [ 43 ]

Фотокатализ

[ редактировать ]

Полупроводниковые поверхности (например, оксиды металлов), функционализированные светособирающими материалами (например, фуллеренами , проводящими полимерами , порфиринов и фталоцианинов системами на основе , наночастицами ), могут фотокатализировать окисление воды или диссоциацию воды в фотоанодном устройстве. [ 44 ] [ 45 ] [ 3 ] Преобразование солнечной энергии может быть применено для фотоэлектрохимического расщепления воды . В большинстве водоразделительных систем используются неорганические полупроводниковые материалы, однако органические полупроводниковые материалы набирают популярность для этого применения. [ 45 ] Оксинитриды и оксисульфиды также были разработаны для фотокатализа разложения воды. [ 3 ]

Фотодинамическая терапия

[ редактировать ]

Фотодинамическая терапия — это медицинский метод лечения, в котором используются фотохимические процессы посредством сочетания света и фотосенсибилизатора для создания цитотоксического эффекта на раковые или больные ткани. [ 44 ] Примерами фотосенсибилизаторов или светособирающих материалов, которые используются для воздействия на раковые клетки, являются полупроводниковые наночастицы . [ 44 ] рутениевые комплексы , [ 46 ] и нанокомплексы. [ 47 ] Фотосенсибилизаторы могут использоваться для образования синглетного кислорода при фотоиндукции, и это играет важную роль в фотодинамической терапии, и эта способность была продемонстрирована наночастицами диоксида титана . [ 44 ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б Майр, Торстен; Борисов Сергей М.; Авель, Тобиас; Энко, Барбара; Вайх, Керстин; Мистльбергер, Гюнтер; Климант, Инго (1 августа 2009 г.). «Сбор света как простой и универсальный способ повышения яркости люминесцентных датчиков» . Аналитическая химия . 81 (15): 6541–6545. дои : 10.1021/ac900662x . ISSN   0003-2700 . ПМЦ   2976568 .
  2. ^ Сунь, Гуанпин; Цянь, Вейруй; Цзяо, Цзяньминь; Хан, Тинтинг; Ши, Юкун; Ху, Сяо-Ю; Ван, Лейонг (19 мая 2020 г.). «Высокоэффективная искусственная светособирающая система с двухступенчатой ​​последовательной передачей энергии, основанная на супрамолекулярной самосборке» . Журнал химии материалов А. 8 (19): 9590–9596. дои : 10.1039/D0TA03169K . ISSN   2050-7496 . S2CID   219020606 .
  3. ^ Jump up to: а б с д Таката, Цуёси; Домен, Казунари (2017). «Разработка неоксидных полупроводников как светособирающих материалов при фотокаталитическом и фотоэлектрохимическом расщеплении воды» . Транзакции Далтона . 46 (32): 10529–10544. дои : 10.1039/C7DT00867H . ISSN   1477-9226 . ПМИД   28589988 .
  4. ^ Jump up to: а б с д и Хазе, Флориан; Рох, Лоик М.; Фридрих, Паскаль; Аспуру-Гузик, Алан (11 сентября 2020 г.). «Проектирование и понимание светособирающих устройств с помощью машинного обучения» . Природные коммуникации . 11 (1): 4587. Бибкод : 2020NatCo..11.4587H . дои : 10.1038/s41467-020-17995-8 . ISSN   2041-1723 . ПМЦ   7486390 . ПМИД   32917886 .
  5. ^ Мосс, Бенджамин; Ван, Цянь; Батлер, Кейт Т.; Грау-Креспо, Рикардо; Селим, Шабаба; Регуц, Анна; Хиатоми, Такаши; Годин, Роберт; Пейн, Дэвид Дж.; Кафизас, Андреас; Домен, Казунари (11 января 2021 г.). «Связь накопления заряда in situ с электронной структурой легированного SrTiO 3 раскрывает принципы проектирования фотокатализаторов, выделяющих водород» . Природные материалы . 20 (4): 511–517. Бибкод : 2021NatMa..20..511M . дои : 10.1038/s41563-020-00868-2 . ISSN   1476-4660 . ПМИД   33432143 . S2CID   230649876 .
  6. ^ Хан, Дунсюэ; Ян, Сюэфэн; Хан, Цзяньлэй; Чжоу, Цзинь; Цзяо, Тифэн; Дуань, Пэнфэй (09 ноября 2020 г.). «Последовательно усиленная ультрафиолетовая люминесценция с круговой поляризацией для энантиоселективной фотополимеризации» . Природные коммуникации . 11 (1): 5659. Бибкод : 2020NatCo..11.5659H . дои : 10.1038/s41467-020-19479-1 . ISSN   2041-1723 . ПМЦ   7652877 . ПМИД   33168825 .
  7. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Вохра, Варун (18 декабря 2018 г.). «Природные красители и их производные, интегрированные в органические солнечные элементы» . Материалы . 11 (12): 2579. Бибкод : 2018Mate...11.2579V . дои : 10.3390/ma11122579 . ISSN   1996-1944 гг . ПМК   6316176 . ПМИД   30567340 .
  8. ^ Jump up to: а б Хедли, Гордон Дж.; Русецкас, Арвидас; Сэмюэл, Ифор Д.В. (25 января 2017 г.). «Сбор света для органических фотоэлектрических систем» . Химические обзоры . 117 (2): 796–837. doi : 10.1021/acs.chemrev.6b00215 . ISSN   0009-2665 . ПМК   5269644 . ПМИД   27951633 .
  9. ^ Jump up to: а б с Олейко Л.; Лысый, И. (2017). «Эффективность FRET и антенный эффект в системах сбора света на основе многоцветной ДНК-оригами» . РСК Прогресс . 7 (39): 23924–23934. Бибкод : 2017RSCAd...723924O . дои : 10.1039/C7RA02114C . ISSN   2046-2069 .
  10. ^ Jump up to: а б Хеммиг, Элиза А.; Креаторе, Селестино; Вюнш, Беттина; Хеккер, Лиза; Мэйр, Филип; Паркер, М. Энди; Эммотт, Стивен; Тиннефельд, Филип; Кейзер, Ульрих Ф.; Чин, Алекс В. (2016). «Программирование эффективности сбора света с помощью ДНК-оригами» . Нано-буквы . 16 (4): 2369–2374. Бибкод : 2016NanoL..16.2369H . дои : 10.1021/acs.nanolett.5b05139 . ПМК   5003508 . ПМИД   26906456 .
  11. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж к л м Шлау-Коэн, GS (6 июня 2015 г.). «Принципы получения света от одиночных фотосинтетических комплексов» . Фокус на интерфейсе . 5 (3): 20140088. doi : 10.1098/rsfs.2014.0088 . ISSN   2042-8898 . ПМЦ   4410562 . ПМИД   26052423 .
  12. ^ Jump up to: а б с д Проппе, Эндрю Х.; Ли, Югуан К.; Аспуру-Гузик, Алан; Берлингетт, Кертис П.; Чанг, Кристофер Дж.; Когделл, Ричард; Дойл, Эбигейл Г.; Флик, Йоханнес; Габор, Натаниэль М.; ван Гронделл, Риенк; Хаммес-Шиффер, Шарон (ноябрь 2020 г.). «Биоинспирация в сборе света и катализе» . Материалы обзоров природы . 5 (11): 828–846. Бибкод : 2020NatRM...5..828P . дои : 10.1038/s41578-020-0222-0 . ISSN   2058-8437 . ОСТИ   1756854 . S2CID   221018573 .
  13. ^ Jump up to: а б с д и ж г час я дж Оцуки, Дж. (24 апреля 2018 г.). «Супрамолекулярный подход к светособирающим материалам на основе порфиринов и хлорофиллов» . Журнал химии материалов А. 6 (16): 6710–6753. дои : 10.1039/C7TA11274B . ISSN   2050-7496 .
  14. ^ Jump up to: а б с Балашов, ИП (23 сентября 2005 г.). «Ксанторходопсин: протонный насос со светособирающей каротиноидной антенной» . Наука . 309 (5743): 2061–2064. Бибкод : 2005Sci...309.2061B . дои : 10.1126/science.1118046 . ISSN   0036-8075 . ПМК   3065861 . ПМИД   16179480 .
  15. ^ Jump up to: а б с д и Хашимото, Хидеки; Сугай, Юко; Урагами, Кьяса; Гардинер, Аластер Т.; Когделл, Ричард Дж. (декабрь 2015 г.). «Естественные и искусственные светособирающие системы, использующие функции каротиноидов» . Журнал фотохимии и фотобиологии C: Обзоры фотохимии . 25 : 46–70. doi : 10.1016/j.jphotochemrev.2015.07.004 . ISSN   1389-5567 .
  16. ^ Кодис, Герденис; Эрреро, Кристиан; Паласиос, Родриго; Мариньо-Очоа, Эрнесто; Гулд, Стефани; де ла Гарса, Линда; ван Гронделл, Риенк; Гаст, Девенс; Мур, Томас А.; Мур, Ана Л.; Кеннис, Джон ТМ (январь 2004 г.). «Светособирание и фотозащитные функции каротиноидов в конструкциях компактных искусственных фотосинтетических антенн» . Журнал физической химии Б. 108 (1): 414–425. дои : 10.1021/jp036139o . ISSN   1520-6106 .
  17. ^ Jump up to: а б с д и Имахори, Хироши (май 2004 г.). «Гигантские мультипорфириновые матрицы как искусственные светособирающие антенны» . Журнал физической химии Б. 108 (20): 6130–6143. дои : 10.1021/jp038036b . ISSN   1520-6106 . ПМИД   18950092 .
  18. ^ Ван, Сяодун; Саба, Тони; Ю, Хамфри HP; Хоу, Рассел Ф.; Андерсон, Джеймс А.; Ши, Цзяфу (11 мая 2017 г.). «Регенерация кофактора НАД(Ф)Н, основанная на гетерогенных путях» . Хим . 2 (5): 621–654. Бибкод : 2017Chem....2..621W . дои : 10.1016/j.chempr.2017.04.009 . hdl : 2164/10454 . ISSN   2451-9294 .
  19. ^ Jump up to: а б с Цзоу, Цяньли; Лю, Кай; Аббас, Манзар; Ян, Сюэхай (2016). «Пептидно-модулированная самосборка хромофоров на пути к биомиметической светособирающей наноархитектонике» . Продвинутые материалы . 28 (6): 1031–1043. Бибкод : 2016AdM....28.1031Z . дои : 10.1002/adma.201502454 . ISSN   1521-4095 . ПМИД   26273821 . S2CID   205262077 .
  20. ^ Ихсен, Джулиан; Браун, Артур; Фаччо, Грета; Гайда-Шранц, Кристина; Тони-Мейер, Линда (апрель 2014 г.). «Белки, собирающие свет, для производства солнечного топлива в биоинженерных фотоэлектрохимических ячейках» . Современная наука о белках и пептидах . 15 (4): 374–384. дои : 10.2174/1389203715666140327105530 . ISSN   1389-2037 . ПМК   4030624 . ПМИД   24678669 .
  21. ^ Jump up to: а б Цзоу, Цяньли; Лю, Кай; Аббас, Манзар; Ян, Сюэхай (14 августа 2015 г.). «Пептидно-модулированная самосборка хромофоров на пути к биомиметической светособирающей наноархитектонике» . Продвинутые материалы . 28 (6): 1031–1043. Бибкод : 2016AdM....28.1031Z . дои : 10.1002/adma.201502454 . ISSN   0935-9648 . ПМИД   26273821 . S2CID   205262077 .
  22. ^ Нам, Юн Сон; Шин, Тэхо; Пак, Хичоль; Мадьяр, Эндрю П.; Чой, Кэтрин; Фантнер, Георг; Нельсон, Кейт А.; Белчер, Анджела М. (10 февраля 2010 г.). «Сборка порфиринов по шаблону вируса в светособирающие наноантенны» . Журнал Американского химического общества . 132 (5): 1462–1463. дои : 10.1021/ja908812b . ISSN   0002-7863 . ПМИД   20078048 .
  23. ^ Jump up to: а б с д и Аджаягош, Айяппанпиллай; Правин, Вакаил К.; Виджаякумар, Чаккут (29 апреля 2008 г.). "ХимИнформ Реферат: Органогели как каркасы для переноса энергии возбуждения и сбора света" . ХимИнформ . 39 (18). дои : 10.1002/chin.200818244 . ISSN   0931-7597 .
  24. ^ Jump up to: а б Аджаягош, Айяппанпиллай; Джордж, Суби Дж.; Правин, Вакаил К. (20 января 2003 г.). «Сбор света с помощью гелеобразования путем селективной передачи энергии от самосборки на основе олиго (п-фениленвинилена) к органическому красителю» . Angewandte Chemie, международное издание . 42 (3): 332–335. дои : 10.1002/anie.200390109 . ISSN   1433-7851 . ПМИД   12548692 .
  25. ^ Саманта, Суман К.; Бхаттачарья, Сантану (2012). «Широкомасштабные светособирающие донорно-акцепторные сборки посредством специфических межгелирующих взаимодействий посредством самосборки» . Химия – Европейский журнал . 18 (49): 15875–15885. дои : 10.1002/chem.201103855 . ISSN   1521-3765 . ПМИД   23074067 .
  26. ^ Лим, Йи-Фан; Чой, Джошуа Дж.; Ханрат, Тобиас (2012). «Простой синтез коллоидных нанокристаллов CuO для целей сбора света» . Журнал наноматериалов . 2012 : 1–6. дои : 10.1155/2012/393160 . hdl : 10754/596995 . ISSN   1687-4110 .
  27. ^ Jump up to: а б Сунь, Мэн-Цзя; Лю, Иньин; Цзэн, Вэй; Чжао, Юн Шэн; Чжун, Ю-Ву; Яо, Цзяннянь (17 апреля 2019 г.). «Усиление фотолюминесцентной анизотропии в полиморфных органических нанокристаллах путем светособирающей передачи энергии» . Журнал Американского химического общества . 141 (15): 6157–6161. дои : 10.1021/jacs.9b02055 . ISSN   0002-7863 . ПМИД   30945852 . S2CID   93000517 .
  28. ^ Чен, Пэн-Чжун; Вен, Ю-Сян; Ню, Ли-Я; Чен, Ю-Чжэ; Ву, Ли-Чжу; Тунг, Чен-Хо; Ян, Цин-Чжэн (2016). «Светособирающие системы на основе органических нанокристаллов для имитации хлоросом» . Angewandte Chemie, международное издание . 55 (8): 2759–2763. дои : 10.1002/anie.201510503 . ISSN   1521-3773 . ПМИД   26799735 .
  29. ^ Jump up to: а б с д Бальзани, Винченцо; Черони, Паола; Мастерс, Мауро; Виченелли, Вероника (1 декабря 2003 г.). «Светособирающие дендримеры» . Современное мнение в области химической биологии . 7 (6): 657–665. дои : 10.1016/j.cbpa.2003.10.001 . ISSN   1367-5931 . ПМИД   14644173 .
  30. ^ Jump up to: а б с Адронов, Алекс; Фреше, Жан MJ (2000). «Светособирающие дендримеры» . Химические коммуникации (18): 1701–1710. дои : 10.1039/b005993p .
  31. ^ Дихтель, Уильям Р.; Хехт, Стефан; Фреше, Жан MJ (1 сентября 2005 г.). «Функционально-слоистые дендримеры: новый строительный блок и его применение для синтеза мультихромофорных светособирающих систем» . Органические письма . 7 (20): 4451–4454. дои : 10.1021/ol0516824 . ISSN   1523-7060 . ПМИД   16178556 .
  32. ^ Jump up to: а б с Цюань, Ди; Джи, Даньян; Вэнь, Ци; Ду, Линхан; Ван, Лили; Цзя, Пан; Лю, Дэн; Дин, Липин; Донг, Хуанли; Лу, Дайаннан; Цзян, Лэй (август 2020 г.). «Латерально неоднородные двумерные слоистые материалы как искусственный светособирающий протонный насос» . Передовые функциональные материалы . 30 (34): 2001549. doi : 10.1002/adfm.202001549 . ISSN   1616-301X . S2CID   225799548 .
  33. ^ Нг, Кара; Вебстер, Меган; Карбери, Уильям П.; Висавелия, Никунькумар; Гайквад, Пуджа; Чан, Соджу Дж.; Кречмар, Илона; Эйзель, Дорте М. (16 ноября 2020 г.). «Экситоны Френкеля в супрамолекулярных нанокомпозитах, испытывающих тепловое напряжение, благодаря настраиваемым каркасам в виде клетки» . Природная химия . 12 (12): 1157–1164. Бибкод : 2020НатЧ..12.1157Н . дои : 10.1038/s41557-020-00563-4 . ISSN   1755-4330 . ОСТИ   1991456 . ПМИД   33199886 . S2CID   226970990 .
  34. ^ Jump up to: а б Кунду, Симанта; Патра, Амитава (25 января 2017 г.). «Наномасштабные стратегии сбора света» . Химические обзоры . 117 (2): 712–757. doi : 10.1021/acs.chemrev.6b00036 . ISSN   0009-2665 . ПМИД   27494796 .
  35. ^ Jump up to: а б с Гош, Арнаб; Яна, Бикаш; Маити, Сурав; Бера, Раджеш; Гош, Хирендра Н.; Патра, Амитава (2017). «Сбор света и генерация фототока в композите из сопряженных полимерных наночастиц и восстановленного оксида графена» . ХимияФизХим . 18 (10): 1308–1316. дои : 10.1002/cphc.201700174 . ISSN   1439-7641 . ПМИД   28295982 .
  36. ^ Jump up to: а б с Ван, Лили; Уильямс, Николас Э.; Малахоски, Эдвард В.; Отто, Джон П.; Хейс, Дуган; Вуд, Райан Э.; Гайо-Сионнест, Филипп; Энгель, Грегори С. (28 марта 2017 г.). «Масштабируемый лиганд-опосредованный транспортный синтез органо-неорганических гибридных перовскитных нанокристаллов с разрешенной электронной структурой и сверхбыстрой динамикой» . АСУ Нано . 11 (3): 2689–2696. дои : 10.1021/acsnano.6b07574 . ISSN   1936-0851 . ПМИД   28195690 .
  37. ^ Jump up to: а б с Итак, Моника С.; Видеррехт, Гэри П.; Мондлох, Джозеф Э.; Хапп, Джозеф Т.; Фарха, Омар К. (12 февраля 2015 г.). «Металлоорганические каркасные материалы для светособирания и передачи энергии» . Химические коммуникации . 51 (17): 3501–3510. дои : 10.1039/C4CC09596K . ISSN   1364-548X . ПМИД   25578391 .
  38. ^ Jump up to: а б Ли, Чан Ён; Фарха, Омар К.; Хун, Бонг Джин; Сарджант, Эми А.; Нгуен, СонБинь Т.; Хапп, Джозеф Т. (12 октября 2011 г.). «Светособирающие металл-органические каркасы (MOF): эффективная передача энергии от стойки к стойке в MOF на основе Bodipy и порфирина» . Журнал Американского химического общества . 133 (40): 15858–15861. дои : 10.1021/ja206029a . ISSN   0002-7863 . ПМИД   21916479 .
  39. ^ Jump up to: а б с д Лю, Донг; Ма, Джун; Лонг, Ран; Гао, Чао; Сюн, Юцзе (декабрь 2017 г.). «Кремниевые наноструктуры для каталитических приложений, работающих на солнечной энергии» . Нано сегодня . 17 : 96–116. дои : 10.1016/j.nantod.2017.10.013 . ISSN   1748-0132 .
  40. ^ Jump up to: а б с д Ким, Джонхун; Ко, Чон Кван; Ким, Пёнгван; Ким, Чон Хак; Ким, Ынкён (2012). «Наноструктурирование пленок мезопористых неорганических оксидов для эффективного сбора света сенсибилизированных красителем солнечных элементов» . Angewandte Chemie, международное издание . 51 (28): 6864–6869. дои : 10.1002/anie.201202428 . ISSN   1521-3773 . ПМИД   22684852 .
  41. ^ Jump up to: а б с д Сунь, Юнфу; Гао, Шан; Лей, Фэнцай; Сяо, Чонг; Се, И (20 января 2015 г.). «Ультратонкие двумерные неорганические материалы: новые возможности нанохимии твердого тела» . Отчеты о химических исследованиях . 48 (1): 3–12. дои : 10.1021/ar500164g . ISSN   0001-4842 . ПМИД   25489751 .
  42. ^ Jump up to: а б с Йылдирим, Онур; Бономо, Маттео; Барберо, Надя; Ацори, Чезаре; Чиваллери, Бартоломео; Бонино, Франческа; Вискарди, Гвидо; Бароло, Клаудия (январь 2020 г.). «Применение металлоорганических каркасов и ковалентных органических каркасов в качестве (фото)активного материала в гибридных фотоэлектрических технологиях» . Энергии . 13 (21): 5602. дои : 10.3390/en13215602 . hdl : 2318/1759976 .
  43. ^ Jump up to: а б с д Рубан, Александр В.; Джонсон, Мэтью П.; Даффи, Кристофер Д. П. (2011). «Сбор естественного света: принципы и экологические тенденции» . Энергетика и экология . 4 (5): 1643. doi : 10.1039/c0ee00578a . ISSN   1754-5692 .
  44. ^ Jump up to: а б с д Чжоу, На; Лопес-Пуэнте, Ванеса; Ван, Цин; Полаварапу, Лакшминараяна; Пасториса-Сантос, Изабель; Сюй, Цин-Хуа (2015). «Сбор света с усилением плазмона: применение в улучшенном фотокатализе, фотодинамической терапии и фотоэлектрической энергетике» . РСК Прогресс . 5 (37): 29076–29097. Бибкод : 2015RSCAd...529076Z . дои : 10.1039/c5ra01819f . ISSN   2046-2069 .
  45. ^ Jump up to: а б Кирнер, Джоэл Т.; Финке, Ричард Г. (2017). «Фотоаноды с водным окислением с использованием органических светособирающих материалов: обзор» . Журнал химии материалов А. 5 (37): 19560–19592. дои : 10.1039/C7TA05709A . ISSN   2050-7488 .
  46. ^ Номула, Раджу; У, Сюэянь; Чжао, Цзяньчжан; Муниратнам, Нагегонивари Р. (1 октября 2017 г.). «Фотодинамический эффект светособирающих, долгоживущих триплетных возбужденных комплексов рутений (II)-полимин-кумарин: связывание ДНК, фоторасщепление и противораковые исследования» . Материаловедение и инженерия: C . 79 : 710–719. дои : 10.1016/j.msec.2017.05.123 . ISSN   0928-4931 . ПМИД   28629072 .
  47. ^ Ли, Шуан; Шен, Сяоцинь; Сюй, Цин-Хуа; Цао, Юн (25 октября 2019 г.). «Золотые наностержни, усиленные композитные наночастицы сопряженного полимера/фотосенсибилизатора для одновременной флуоресцентной визуализации с двухфотонным возбуждением и фотодинамической терапии» . Наномасштаб . 11 (41): 19551–19560. дои : 10.1039/C9NR05488J . ISSN   2040-3372 . ПМИД   31578535 . S2CID   203128714 .
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: f1851e7c0bac1147b8ddaf6483fbaaa7__1717967520
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/f1/a7/f1851e7c0bac1147b8ddaf6483fbaaa7.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Light harvesting materials - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)