|
|
| Κωδικός Πόρου |
000403922 |
| Τίτλος |
A grafted versus supramolecular moiety of Porphyrin , Laccase and β-cyclodextrin assembly for O2 reduction |
| Άλλος τίτλος |
Ένα εμβολιασμένο έναντι ενός υπερμοριακού συνόλου πορφυρίνης, λακκάσης και συναρμολόγηση αυτού με β-κυκλοδεξτρίνη με σκοπό την αναγωγή οξυγόνου |
|
Συγγραφέας
|
Νικηφόρου, Αγάπη Β.
|
|
Σύμβουλος διατριβής
|
Κουτσολέλος, Αθανάσιος
|
|
Μέλος κριτικής επιτροπής
|
Pailley, Pierre Rousselot
Tron, Thierry
|
| Περίληψη |
Τα τελευταία χρόνια, το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας έχει στραφεί στην ανάπτυξη και το σχεδιασμό νέων συνθετικών συστημάτων που καταλύουν αντιδράσεις χρησιμοποιώντας την ηλιακή ενέργεια ως μόνη πηγή ενέργειας. Αυτές οι καινούριες τεχνολογίες είναι καταλυτικά ενεργές σε αντιδράσεις όπως οξείδωση υδρογόνου, αναγωγή οξυγόνου ή διάσπαση νερού σε μοριακό O2 και Η2. Διάφορες μελέτες έχουν δείξει ότι ο συνδυασμός φωτοευαισθητοποιητών και ενζύμου μπορεί να υποστηρίξει αντιδράσεις όπως αναγωγή Ο2 ή οξείδωση Η2.
Η φωτοσύνθεση είναι μια πολύπλοκη διαδικασία που λαμβάνει χώρα στα φυτά όπου το ηλιακό φως είναι η πηγή της ενέργειας που πυροδοτεί την αποσύνθεση του νερού σε μοριακό οξυγόνο και υδρογόνο. Η αντίδραση απεικονίζεται παρακάτω 2Η2Ο → 2Η2 + Ο2.
Μιμούμενοι τη λειτουργία της φωτοσύνθεσης, η χρήση της ηλιακής ενέργειας μπορεί να εφαρμοστεί στην κατάλυση και σε φωτοβολταϊκές κυψελίδες. Στόχος μας είναι να αναπτύξουμε σταθερά συστήματα τροφοδοτούμενα από το φως του ήλιου που συσχετίζουν ένα δότη ηλεκτρονίων με μια μονάδα ικανή να αντιδράσει με το οξυγόνο. Οι φωτοευαισθητοποιητές είναι εξαιρετικοί υποψήφιοι ως φορείς ηλεκτρονίων επειδή είναι ικανοί στη συγκομιδή ηλιακής ενέργειας. Από την άλλη πλευρά, μεταλλοένζυμα όπως η λακκάση λειτουργούν ως «καταλυτικές μονάδες οξυγόνου".
Στην παρούσα μελέτη, αναφέρουμε δύο υβριδικά φωτοκαταλυτικά συστήματα σχεδιασμένα για να λειτουργούν στην φωτοεπαγόμενη αναγωγή μοριακού οξυγόνου. Το πρώτο σύστημα –το αποκαλούμενο εμβολιασμένο σύστημα- περιέχει ένα φωτοευαισθητοποιητή ομοιοπολικά συνδεδεμένο στην επιφάνεια ενός ενζύμου (λακκάση). Στο δεύτερο σύστημα η β-κυκλοδεξτρίνη είναι εμβολιασμένη επί της λακκάσης και ένας κατάλληλος φωτοευαισθητοποιητής χρησιμοποιήθηκε για να εισαχθεί μέσα στην κοιλότητα της κυκλοδεξτρίνης, αποδίδοντας με αυτόν τον τρόπο ένα υπερμοριακό σύστημα. Οι πορφυρίνες (Zn-P και COOCH3_NH_Pyrene ειδικότερα) επελέγησαν ως φωτοευαισθητοποιητές δεδομένου ότι επιδεικνύουν υψηλή σταθερότητα, υψηλή απορρόφηση στο ορατό φάσμα και εμφανίζουν μεγάλη διάρκεια ζωής σε διεγερμένες καταστάσεις τους. Οι λακκάσες, από την άλλη πλευρά, είναι ανθεκτικές οξειδοαναγωγάσες που καταλύουν την οξείδωση διαφόρων οργανικών και ανόργανων υποστρωμάτων με την ταυτόχρονη αναγωγή του οξυγόνου σε νερό ως παραπροϊόν (άφθονο, ασφαλές, φθηνό).
Αρχικά, δοκιμές ενεργότητας διεξήχθησαν για να προσδιοριστεί το ποσοστό της δραστικότητας της λακκάσης μετά τη σύζευξη που κάναμε και στα δύο συστήματα. Απεδείχθη ότι στην ομοιοπολική δέσμευση μεταλλωμένης πορφυρίνης-αλδεΰδης πάνω στην επιφάνεια του ενζύμου, 80% της αρχικής ενεργότητας του ενζύμου διατηρήθηκε ενώ στην ομοιπολική δέσμευση της κυκλοδεξτρίνης_αλδεύδης έχουμε μόνο 40%. Τιτλοδοτήσεις φθορισμού έδειξαν το σχηματισμό συμπλόκου εγκλεισμού μεταξύ COOCH3_NH_Pyrene – β-κυκλοδεξτρίνης σε αναλογία 1:1. Τελευταίο αλλά όχι λιγότερο σημαντικό, πειράματα κατανάλωσης οξυγόνου διεξήχθησαν για να ερευνήσουμε την ικανότητά των δυο αυτών συστημάτων στη φωτοεπαγόμενη αναγωγή μοριακού οξυγόνου. Το εμβολιασμένο σύστημα παρουσίασε την καλύτερη απόδοση, ενώ η αποτελεσματικότητα του υπερμοριακού συστήματος ήταν αμελητέα, πιθανότατα λόγω των ανίσχυρων και αδύναμων διαμοριακών δυνάμεων που αναπτύσσονται μεταξύ των μορίων που το αποτελούν.
|
| Φυσική περιγραφή |
136 σ. : πίν., σχεδ., εικ. (μερ. εγχρ.) ; 30 εκ. |
| Γλώσσα |
Αγγλικά |
| Θέμα |
Dioxygen reduction |
|
Multi-copper oxidases |
|
Photoreduction |
|
Supramolecular chemistry |
|
Αναγωγή μοριακού οξυγόνου |
|
Πολύ-πυρηνικές οξειδάσες χαλκού |
|
Υπερμοριακή χημεία |
|
Φωτοαναγωγή |
| Ημερομηνία έκδοσης |
2016-11-18 |
| Συλλογή
|
Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Χημείας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης
|
|
|
Τύπος Εργασίας--Μεταπτυχιακές εργασίες ειδίκευσης
|
| Εμφανίσεις |
271 |
A grafted versus supramolecular moiety of Porphyrin , Laccase and β-cyclodextrin assembly for O2 reduction
