Zespół badawczy kierowany przez prof. Joannę Kargul z Centrum Nowych Technologii UW opublikował wyniki badań dotyczące organizacji układu fotosystemu I (PSI) na powierzchni grafenu. Artykuł ukazał się w czasopiśmie „Advanced Functional Materials”.
Zespół badawczy kierowany przez prof. Joannę Kargul, kierowniczkę Laboratorium Fotosyntezy i Paliw Słonecznych w Centrum Nowych Technologii (CeNT) UW, we współpracy z dr. Tomaszem Góralem z Laboratorium Specjalistycznego Kriomikroskopii i Dyfrakcji Elektronowej oraz naukowcami z Wydziału Chemii Uniwersytetu Warszawskiego oraz Narodowego Instytutu Genetyki w Japonii, opublikował przełomowe wyniki dotyczące organizacji układu fotosystemu I (PSI) na powierzchni grafenu.
Naukowcy w swoich badaniach wykorzystali technikę Cryo-EM w połączeniu z modyfikacją genetyczną PSI i ukierunkowaną chemią powierzchniową w celu uzyskania atomistycznego obrazu zespołu fotosystemu na powierzchni grafenu.
Precyzyjna kontrola orientacji białek na materiałach przewodzących od dawna ogranicza postępy w dziedzinie sztucznej fotosyntezy. Wykorzystując kriomikroskopię elektronową, interdyscyplinarny zespół zobrazował fotosystem I zakotwiczony na grafenie dzięki metek histydynowych wiążących nikiel, bezpośrednio potwierdzając architekturę biomolekularnego układu, która skutecznie kieruje elektrony do elektrody. Zorientowane nanoukłady fotosystemu I generowały trzykrotnie większy fotoprąd niż białka adsorbowane losowo i utrzymywały stabilną wydajność podczas długotrwałego naświetlania.
Wyniki badań pokazują, w jaki sposób racjonalnie zaprojektowane uporządkowanie na poziomie molekularnym może determinować efektywne funkcjonowanie urządzenia, oferując ramy do projektowania trwałych i wydajnych systemów biohybrydowych do konwersji energii słonecznej w zrównoważone paliwa i inne najważniejsze surowce.
Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie „Advanced Functional Materials”: https://doi.org/10.1002/adfm.202510926.
Szczegółowy opis badań został zamieszczony jako Nanowerk Spotlight: Michael Berger, Atomic-scale imaging reveals how biomolecules harvest light on graphene. Nanowerk, 11 November 2025: https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=68075.php.
