Исследователи обнаружили наноструктуры, имитирующие биологические механизмы
Исследователи обнаружили неорганические наноструктуры, напоминающие молекулы, важные для зарождения жизни Учёные из Центра науки об устойчивых ресурсах RIKEN и Института наук о Земле и жизни Токийского технологического института обнаружили необычные неорганические наноструктуры.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications. Самоорганизация и функционирование наноструктур В ходе исследования учёные выяснили, что наноструктуры, окружающие глубоководные гидротермальные источники, могут самоорганизовываться и функционировать как селективные ионные каналы.
Эти наноканалы способны генерировать энергию, что делает их аналогами биологических механизмов, обеспечивающих работу живых клеток. Образцы и методы исследования Для получения данных использовались образцы, собранные на месторождении Синкай в Марианской впадине на глубине 5743 метра.
Ключевым объектом исследования стал 84-сантиметровый фрагмент, состоящий из брусита. С помощью микроскопов и рентгеновского сканирования учёные обнаружили, что кристаллы брусита организованы в колонны, которые работают как наноканалы для флюидов.
Электрические свойства осадка Изучение электрических свойств осадка показало, что его поверхность заряжена, а заряды варьируются в зависимости от участка. Команда проверила, могут ли нанопоры в осадке производить осмотическую энергию, и выяснила, что это действительно происходит при определённых условиях.
Принцип работы наноканалов Проводимость наноканалов зависела от концентрации ионов в растворе и локального заряда осадков. Учёные обнаружили, что наноканалы действуют как селективные ионные каналы, пропуская только определённые ионы в зависимости от химической среды.
Например, наноканалы с карбонатом пропускали ионы натрия, а каналы с кальцием — ионы хлорида, что схоже с принципом работы ионных каналов в живых клетках. Значение исследования Результаты исследования важны как для понимания возможного происхождения жизни, так и для разработки новых промышленных методов сбора голубой энергии.
По словам авторов, осознание принципов спонтанного формирования нанопор может помочь инженерам создать более эффективные системы для преобразования энергии.