Sovun pufakchalarida sun'iy fotosintezdan yangi yoqilg'ilar

Siz yaratishingiz mumkin nol emissiyali yangi yoqilg'ilar tabiat tomonidan amalga oshirilgan bir xil jarayonlardan foydalangan holda? Ha, tadqiqot loyihasini boshqaradigan Uppsala universiteti tadqiqotchilariga ko'ra SoFiA (Sovun plyonkasi sun'iy fotosintez), unda Leyden universiteti, Amsterdam universiteti, Turin politexnika universiteti va bir qancha xalqaro tadqiqot institutlari ham ishtirok etadi.

2019-yilda Yevropa Komissiyasidan 3,2 million yevro mablag‘ olgan loyihaning maqsadi: CO2ni yoqilg'iga aylantiring va fotosintezning engil bosqichi sodir bo'ladigan barglarning tilakoid membranasiga taqlid qilish orqali sanoat uchun xom ashyo.

Bugungi kunda SoFiA loyihasining maqsadlari yaqinroq ko'rinadi: eng so'nggi muhim hissa tadqiqotchilar tomonidan keladi Torino Politecnico, yangi nashr etilgan tadqiqotda birinchi marta i dan foydalanish imkoniyatini ko'rsatgan sovun plyonkasi reaktiv membranalar sifatida CO2 dan quyosh yoqilg'isini ishlab chiqarishga yo'l ochadi.

Havodan ishlab chiqariladigan quyosh yoqilg'ilariga bir qadam yaqinroq
Karbonat angidrid - bu resurs va atmosfera uning ... "meniki"

Sovun pufakchasini qanday qilish kerak: italyan tadqiqoti

ning yangi tadqiqoti Torino Politecnico, hozirgina “da chop etilganJismoniy ko'rib chiqish xatlari" professor tomonidan muvofiqlashtirilgan tadqiqotchilar jamoasi tomonidan Eliodoro Chiavazzo, qanday yaratishni ko'rsatadi sovun plyonkalarida dissimmetriyalar, yoki qanday qilib muhandislik qilish kerak "juda keng tarqalgan sovun pufakchalarining yupqa devorlari".

Sovun plyonkalari odatiy simmetrik, sendvichga o'xshash konformatsiyaga ega bo'lib, unda ikkita nozik sirt faol moddalar plyonkalari ular ma'lum hajmdagi suvni o'z ichiga oladi: tadqiqotchilar plyonka yuzalarida aerozol orqali kimyoviy moddalarning assimetrik cho'kishidan foydalangan holda ushbu simmetriyani "buzish" imkonini beradigan jarayonni ishlab chiqdilar.

Bu natija sovun plyonkalarini sifatida ishlatish imkoniyatini anglatadi reaktiv membranalar (o'z-o'zini davolash va arzon narxlardagi) turli xil energiya ilovalari uchun, shu jumladan i fotokatalitik jarayonlar CO2 dan karbon monoksit kabi quyosh yoqilg'ilarini ishlab chiqarish uchun. U yerda tabiiy fotosintez, aslida, assimetriyaga aniq asoslanadi.

"To'g'ri doping texnikasini aniqlash va ushbu texnologiya asosidagi jarayonlarni nazariy tushunishni shakllantirishda Politexnikning hissasi hal qiluvchi bo'lganidan faxrlanamiz.", - deb tushuntiradi professor Eliodoro Chiavazzo.

"Uni sovun plyonkalarida ko'rsatgan— davom etadi professor, —u nafaqat ilmiy, balki texnologik jihatdan ham katta ahamiyatga ega, chunki u bizga arzon va qurilishi oson platformani beradi, unda atomistik miqyosda simmetriya darajasini nazorat qilish mumkin.".

Kimyoning kutilmagan hodisalari: shuning uchun plastik chiqindilar sovunga aylanadi
Kelajak kimyosi: barqarorlik uchun sanoatning yangi muammolari

SoFiA, sovun plyonkasida sun'iy fotosintez mumkin

Turin Politexnikasi tomonidan olib borilgan yangi tadqiqot 2019-yilda boshlangan va ko‘plab universitetlar va tadqiqot markazlarining xalqaro darajadagi hamkorligi natijasida amalga oshirilgan yirik tadqiqot loyihasiga qo‘yilgan so‘nggi muhim hissadir:Xalqaro hamkasblar guruhi bilan biz ko'p yillar davomida reaktiv membranalar kabi plyonkali tuzilmalardan foydalanish ustida ishlamoqdamiz.", tushuntiradi Luka Bergamasko, tadqiqot mualliflari orasida.

Tadqiqot ko'p tarmoqli Evropa loyihasi dasturining bir qismidir SoFiA (Sovun plyonkasi sun'iy fotosintezi), bu boshqalar qatorida o'z ichiga oladiUppsala universiteti, L,Leyden universiteti vaAmsterdam universiteti.

Loyiha negizida ulug'vor maqsad qo'yilgan barglarning tilakoid membranasini taqlid qiladi, fotosintezning yorug'lik fazasi jarayonlari sodir bo'ladigan, sun'iy "xlorofill sintezi" ni yaratish, undan quyosh yoqilg'isini olish.

"Fotosintez quyosh nurini ushlaydi va uning energiyasini uglevodlar kabi energiyaga boy moddalarni to'playdigan kimyoviy reaktsiyalarni boshlash uchun ishlatadi.", U tushuntiradi Leif Hammarström, Uppsala universitetidagi Angström laboratoriyasining kimyoviy fizika professori, shuningdek, loyiha koordinatori.

Plastik va kimyo: "xavfli" munosabatlarning barcha konturlari
Dengiz ekotizimini o'zgartirish uchun bir tomchi neft kifoya qiladi

Sun'iy fotosintez fotoalbomga haqiqiy muqobil sifatida

Hozirgi vaqtda etanol va vodorod kabi yoqilg'ining ko'p qismi ishlab chiqariladi qazilma manbalari, neftni xom ashyo sifatida ishlatish. Biroq, olimlarning fikriga ko'ra, sun'iy fotosintez ushbu jarayonga to'g'ri, barqaror va samarali alternativani ifodalaydi. O'rniga sifatida neft hosilalari, ular ishlatiladi quyosh, suv, CO2 va sovunning yupqa plyonkasi.

Bunga o'xshash texnikadan foydalanish quyosh xujayralari, professor Xammarström tomonidan o'rganilgan sun'iy fotosintezga qodir. yoqilg'i ishlab chiqarish gazsimon yoki suyuq holatda, o'simliklarda sodir bo'ladigan narsalarni taqlid qilish, ya'ni quyosh energiyasini kimyoviy energiyaga aylantirish.

Shuning uchun olimlarning g'oyasi tilakoid membranani o'z ichiga olgan sovun plyonkalari yordamida taqlid qilishdir. katalizator sirt faol moddalar dan olingan molekulalar Yerda juda ko'p materiallar.

"Bizning tadqiqotlarimizning aksariyati asosiy ilmiy ishlar atrofida bo'lib, biz birinchi tamoyillarni tushunishga va yangi katalizatorlar va mexanizmlarni ishlab chiqishga intilamiz.", - deb tushuntiradi Hammarström 2022 yilda bergan intervyusida, "haqida kimyoviy reaksiyani tezlashtirish Shunday qilib, jarayonlar energiya samaradorligini oshiradi".

Barqaror qishloq xo'jaligi va oziq-ovqat uchun genetik muhandislik
Mana... plastik chiqindilardan ishlab chiqarilgan birinchi vanilli muzqaymoq

Barqaror yoqilg'i uchun fotosintez: tashqarida ... sovun

Kimyo kafedrasida Angström laboratoriyasi Bu nafaqat Leif Hammarströmning guruhi sovun pufakchalari va sirt faol moddalar bilan band. tomonidan muvofiqlashtirilgan tadqiqot guruhida Pia Lindberg, Masalan, biz fotosintez natijasida qazib olinadigan bo'lmagan yoqilg'ilarni olishga harakat qilamiz. genetik jihatdan o'zgartirilgan siyanobakteriyalar.

Odatda, siyanobakteriyalar o'sishi uchun fotosintezdan foydalanadilar, ammogenetik muhandislik kabi butunlay boshqacha ishni qilishga "ishontirishi" mumkin butanol hosil qiladi.

"G'oya mikroorganizmlar yordamida atmosferadagi karbonat angidriddan qayta tiklanadigan kimyoviy moddalar va yoqilg'ilarni ishlab chiqarishdir.", deb tushuntiradi Lindberg,"fotosintezni genetik jihatdan o'zgartirilgan mikroorganizmlarda to'g'ridan-to'g'ri ishlatish, bu erda biz mikroorganizm nima qilishini va ishlab chiqarishini nazorat qilishimiz mumkin.".

Professor Lindbergning ta'kidlashicha, bu usulning katta afzalligi shundaki, "atmosferadagi karbonat angidriddan foydalanadi, ya'ni u shakarga muhtoj emas, balki tananing o'z jarayonidan to'liq foydalanadi".

Ushbu tadqiqot yo'nalishining so'nggi natijalari 2023 yil may oyiga to'g'ri keladi, o'shanda Lindberg jamoasi o'zgartirilgan siyanobakteriyalar ishlab chiqarishi mumkinligini ko'rsatadigan tadqiqotni nashr etgan. izopren (a barqaror sintetik yoqilg'i aviatsiya uchun mukammal), quyosh energiyasi va havoda mavjud bo'lgan karbonat angidriddan foydalangan holda.

CO2 chiqindilari nolga teng bo'lgan yoqilg'i ishlab chiqarish bo'yicha ulkan loyiha butun dunyodan kelgan tadqiqotchilar guruhlarini o'z ichiga oladi, haqiqatga yaqinroq.

Uglerodni ushlash va saqlash: CO2 dan qanday foydalanishimiz kerak?
CO2ni qo'lga olish va saqlash: aniq nolga erishish yo'lida 5 ta strategiya