Лазерная спектроскопия фотосинтетических антенных систем

• Автор: Брагинская, Ольга Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 194 c. : ил

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
Глава I. Современные представления о первичных стадиях
процесса фотосинтеза
§ I. Структурно-функциональная организация пигментного
аппарата фотосинтезирующих организмов
§ 2. Миграция энергии электронного возбуждения
в пигментном аппарате фотосинтеза
§ 3. Реакционные центры фотосинтезирующих организмов.
Разделение и стабилизация зарядов
Глава II. Моделирование фотосинтеза
§ I. Использование фрагментов фотосинтетического
аппарата в модельных системах
§ 2. Моделирование реакционных центров
§ 3. Преобразование солнечной энергии в электрическую в системе полупроводниковый электрод - краситель.
Моделирование светособирающей антенны
ЦЕЖЬ РАБОТЫ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Глава III. Развитие теоретических подходов к экспериментальному определению параметров миграции
энергии
§ I. Методы определения параметров миграции энергии, основанные на исследовании эффективности захвата возбуждения молекулами акцептора

§ 2. Метод определения параметров миграции энергии на основании изучения синглет-синглетной
аннигиляции
Глава IV. Экспериментальные исследования параметров миграции энергии в пигментном аппарате
фотосинтезирующих организмов
§ I. Параметры диффузии энергии электронного возбуждения в светособирающей антенне пигментного аппарата
фотосинтеза
§ 2. Параметры диффузии энергии электронного возбуждения в фотосинтетических объектах, содержащих реакционные
центры
Глава V. Спектроскопия искусственных светособирающих
антенн
§ I. Электронные спектры (поглощения и флуоресценции)
полимерных пленок с металлсодержащими красителями
§ 2. Исследование взаимодействия красителя с полимерной
матрицей методом РКР-спектроскопии
§ 3. Определение параметров диффузии энергии электронного возбуждения в искусственных ССА
Глава V1. Светособирающая антенна на основе
радиационного переноса энергии
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Актуальность темы
В последнее время все большее внимание привлекает проблема практического использования солнечной энергии путем создания искусственных преобразователей ее в электрическую либо химическую форму [84,132] . В связи с этим проводится интенсивный поиск и создание эффективных способов такого превращения, включая и имитацию фотосинтеза - процесса, в результате которого в растениях с высокой эффективностью происходит преобразование энергии солнечного света в энергию химических связей органических соединений.
Современные представления о последовательности этапов превращения энергии кванта света в процессе фотосинтеза сводятся к следующему:, квант света поглощается набором пигментов, получивших название фотосинтетической единицы, состоящей из нескольких сотен молекул и выполняющих функцию светособирающей антенны (ССА). За время порядка несколько сот пикосекунд энергия возбуждения из ССА передается на реакционный центр (РЦ), где происходит разделение и стабилизация зарядов. Квантовая эффективность первичных процессов близка к единице.
Очевидно, что раскрытие механизма самых первых стадий переноса энергии в фотосинтезе позволит получить ответ на вопрос о принципах моделирования этого процесса и критериях отбора создаваемых моделей. Несмотря на большое количество публикаций по первичным процесса фотосинтеза до сих пор остается нерешенным ряд принципиальных вопросов, в частности,

ставляет собой светособирающую антенну, лишенную реакционных центров.
В качестве красителей для построения модели светособирающей антенны фотосинтетичеокого аппарата использовали металлсодержащие фталоцианины: незамещенный фталоцианин цинка (Игъ Фц), тетра-феяоксифталоцианин цинка (4-0- РД- 2п, Фц), тетратретбутильный' фталоцианин цинка (.Zn Фц-^ -Вьь)^) и фталоцианин кобальта ( Со Фц); а также тетрафеяокси-тетрабензопорфирин цинка ( 2ш ТБП). Выбор в качестве красителей фталоцианинов обусловлен тем, что по своим спектральным характеристикам металлсодержащие фталоциа-нины близки к хлорофиллу, но обладают существенно большей фотохимической стабильностью.
Для расширения спектра и увеличения поглощения искусственной ССА были использованы, кроме того, красители: родамин 6Ж-изобутират (Р6Ж) и оксазин 17. Структурные формулы используемых красителей представлены на рис. 5. Все эти соединения были нам любезно предоставлены Лукъянцом Е.А. (Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей).
В качестве полимерных матриц при построении искусственной ССА использовали полистирол (Пс); поливинилтриазол (ПВТ); поли-винилпиридины различного строения, отличающиеся положением атома азота: поли-4-винилпиридин (П-4ВП), поли-2-метил-5-винилпири-дин (П-5ВП), поли-2-винилпиридин (П-2ВП), а также полиметилмета-крилат (ПММА). Полимеры были синтезированы на кафедре высокомолекулярных соединений химического факультета МГУ и любезно предоставлены нам Пшежецким В.С. Структурные формулы используемых полимеров представлены на рис. 6.
Для приготовления пленок полимера с красителем, моделирую-