Proteinkomplex erzeugt Strom

Solarzelle aus einem Molekül

Illustration eines Photosystem I-Komplexes, der über die Spitze eines optischen Nahfeld-Mikroskops beleuchtet wird
Das Photosystem-I (hier grün) wird über die Elektrode (ganz oben) optisch angeregt. Ein Elektron wird dann Schritt für Schritt in nur 16 Nanosekunden übertragen. Bild: Christoph Hohmann (NIM)

02.10.2012,  Forschung

Mittels Photosynthese wandeln Pflanzen Licht in chemische Energie um. Diesen Prozess für die Energieerzeugung nutzbar zu machen, daran wird weltweit geforscht. Einem Wissenschaftlerteam der Technischen Universität München und der Tel Aviv University ist es nun erstmals gelungen, den photoelektrisch erzeugten Strom einzelner Moleküle des pflanzlichen Photosystems I direkt abzuleiten und zu messen.

Die Photosynthese der Pflanzen ist die Basis des Lebens auf der Erde. Diesen Prozess nachzubauen um damit Energie zu erzeugen, ist ein großer Traum der Forschung. Einem Wissenschaftlerteam der TU München, geleitet von Joachim Reichert, Johannes Barth (Exzellenzcluster Munich-Centre of Advanced Photonics) und Alexander Holleitner (Exzellenzcluster Nanosystems Initiative Munich) in Kooperation mit Itai Carmeli (Tel Aviv University), ist dies nun im Nanomaßstab gelungen.

Auf einer Goldoberfläche fixierten sie einzelne Molekülkomplexe des pflanzlichen Photosystems I. Eine extrem feine Glasspitze, wie sie für die Nahfeld-Mikroskopie benutzt wird, beschichteten sie mit einer ultradünnen Goldschicht. Die Glasspitze lenkt dabei das Licht exakt auf das zu untersuchende Protein, während die Goldschicht die Ableitungselektrode bildet. Der angesteuerte Photosystem I-Proteinkomplex fungiert dabei als lichtgetriebene hocheffiziente Elektronenpumpe und könnte als Stromgenerator in nanoelektrischen Bauelementen dienen.


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121002_SolarMolecule_PW_DE.pdf(103 Kbyte)


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