Сабын көпіршіктеріндегі жасанды фотосинтездің жаңа отындары

Сіз жасай аласыз жаңа нөлдік эмиссиялық отындар табиғат жүзеге асырған процестерді пайдаланады ма? Иә, зерттеу жобасын басқаратын Уппсала университетінің зерттеушілері SoFiA (Сабын пленкасы жасанды фотосинтез), оған Лейден университеті, Амстердам университеті, Турин политехникалық университеті және бірнеше халықаралық зерттеу институттары қатысады.

2019 жылы Еуропалық комиссиядан 3,2 миллион еуро қаржы алған жобаның мақсаты - СО2 отынға айналдырады және фотосинтездің жеңіл фазасы өтетін жапырақтардың тилакоидты қабығына еліктеу арқылы өнеркәсіпке арналған шикізат.

Бүгінгі күні SoFiA жобасының мақсаттары жақынырақ көрінеді: соңғы маңызды үлес зерттеушілерден келеді Туринодағы политехникалық, олар жаңадан жарияланған зерттеуде бірінші рет i пайдалану мүмкіндігін көрсетті сабын пленкасы реактивті мембраналар ретінде СО2-ден күн отынын өндіруге жол ашады.

Ауадан өндірілетін күн отынына бір қадам жақындады
Көмірқышқыл газы - бұл ресурс, ал атмосфера оның ... «мені»

Сабын көпіршігін қалай жасауға болады: итальяндық зерттеу

туралы жаңа зерттеу Туринодағы политехникалық, жаңа ғана жарияланғанФизикалық шолу хаттары» профессор үйлестірген зерттеушілер тобы Элиодоро Чиавазцо, жасау жолын көрсетеді сабын пленкасындағы диссиметрияларнемесе қалай инженерлік жасау керекөте жиі кездесетін сабын көпіршіктерінің жұқа қабырғалары».

Сабын пленкаларының типтік симметриялы, сэндвич тәрізді конформациясы бар, онда екі жұқа беттік-активті қабықшалар оларда судың белгілі бір көлемі бар: зерттеушілер пленка беттерінде аэрозоль арқылы химиялық агенттердің асимметриялық тұнбасын пайдалану арқылы бұл симметрияны «бұзуға» мүмкіндік беретін процесті әзірледі.

Бұл нәтиже сабын пленкаларын ретінде пайдалану мүмкіндігін береді реактивті мембраналар (өзін-өзі сауықтыру және арзан) энергияны әртүрлі қолдану үшін, соның ішінде i фотокаталитикалық процестер СО2-ден көміртегі тотығы сияқты күн отындарын өндіру үшін. Ана жерде табиғи фотосинтез, шын мәнінде, дәл асимметрияға негізделген.

«Біз Политехниктің қосқан үлесі дұрыс допинг әдісін анықтауда және осы технологияның негізінде жатқан процестердің теориялық түсінігін қалыптастыруда шешуші болғанын мақтан тұтамыз.», - деп түсіндіреді профессор Элиодоро Чиавазцо.

«Оны сабын пленкаларында көрсетті– деп жалғастырады профессор, –оның ғылыми ғана емес, сонымен қатар технологиялық мәні де зор, өйткені ол бізге атомдық масштабта симметрия дәрежесін бақылауға болатын арзан және оңай құрастырылатын платформаны береді.«.

Химия таңғаларлығы: пластмасса қалдықтары қалай сабынға айналады
Болашақ химия: тұрақтылық үшін саланың жаңа міндеттері

SoFiA, сабын пленкасында жасанды фотосинтез мүмкін

Турин политехникалық университетінің жаңа зерттеуі 2019 жылы басталған және көптеген университеттер мен халықаралық деңгейдегі ғылыми орталықтардың ынтымақтастығы нәтижесінде мүмкін болған ірі ғылыми жобаға соңғы маңызды үлес болып табылады:Халықаралық әріптестер тобымен бірге біз реактивті мембраналар сияқты пленкалық құрылымдарды пайдалану бойынша жылдар бойы жұмыс істеп келеміз.», - деп түсіндіреді ол Лука Бергамаско, зерттеу авторларының арасында.

Зерттеу көпсалалы Еуропалық жоба бағдарламасының бөлігі болып табылады SoFiA (сабын пленкасының жасанды фотосинтезі), ол басқалармен қатар қамтидыУппсала университеті, L 'Лейден университеті жәнеАмстердам университеті.

Жобаның негізінде өршіл мақсат жапырақтардың тилакоидты қабығына ұқсайды, фотосинтездің жеңіл фазасының процестері өтетін бір, жасанды «хлорофилл синтезін» жасау, одан күн отын алу.

«Фотосинтез күн сәулесін алады және оның энергиясын көмірсулар сияқты энергияға бай заттарды жинайтын химиялық реакцияларды жүргізу үшін пайдаланады.«, Ол түсіндіреді Лейф Хаммарстрем, Уппсала университетінің Ангстрем зертханасының химиялық физика профессоры, сонымен қатар жоба үйлестірушісі.

Пластмасса және химия: «қауіпті» қарым-қатынастың барлық схемалары
Теңіз экожүйесін өзгерту үшін бір тамшы мұнай жеткілікті

Жасанды фотосинтез қазбаға нақты балама ретінде

Этанол мен сутегі сияқты отынның көпшілігі қазірден өндіріледі қазба көздері, мұнайды шикізат ретінде пайдалану. Ғалымдардың пікірінше, алайда жасанды фотосинтез бұл процеске жарамды, тұрақты және тиімді балама болып табылады. ауыстыру ретінде мұнай туындылары, олар пайдаланылады күн, су, СО2 және сабынның жұқа қабығы.

Осыған ұқсас техниканы қолдану күн жасушалары, профессор Хаммарстрем зерттеген жасанды фотосинтез қабілетті отын өндіреді газ тәріздес немесе сұйық күйде, өсімдіктерде не болып жатқанын имитациялау, яғни күн энергиясын химиялық энергияға айналдыру.

Сондықтан ғалымдардың идеясы - сабын пленкаларын пайдаланып, тилакоидты мембрананы имитациялау. катализатор беттік белсенді заттар молекулалардан алынады Жер бетінде өте мол материалдар.

«Біздің зерттеулеріміздің көпшілігі іргелі ғылыми жұмыстарға айналады, онда біз бірінші принциптерді түсінуге және жаңа катализаторлар мен механизмдерді жасауға ұмтыламыз.», - деп түсіндіреді Хаммарстрем 2022 жылғы сұхбатында, «туралы химиялық реакцияны жылдамдатады осылайша процестер энергияны тиімдірек етеді«.

Тұрақты ауыл шаруашылығы және азық-түлік үшін гендік инженерия
Міне... пластик қалдықтарынан жасалған алғашқы ванильді балмұздақ

Тұрақты отындар үшін фотосинтез: одан тыс… сабын

химия кафедрасында Ангстрем зертханасы Бұл сабын көпіршіктері мен беттік белсенді заттармен айналысатын Лейф Хаммарстрем тобы ғана емес. үйлестіретін зерттеу тобында Пиа Линдберг, мысалы, біз табиғи фотосинтезді пайдалану арқылы қазбалы емес отынды алуға тырысамыз. генетикалық түрлендірілген цианобактериялар.

Әдетте, цианобактериялар өсу үшін фотосинтезді пайдаланады, бірақгенетикалық инженерия сияқты мүлде басқа нәрсені жасауға «көндіре» алады бутанол түзеді.

«Идея - микроорганизмдерді пайдалана отырып, атмосферадағы көмірқышқыл газынан жаңартылатын химиялық заттар мен отын өндіру.Линдберг түсіндіреді,фотосинтезді тікелей генетикалық түрлендірілген микроорганизмдерде пайдалану, онда микроорганизмнің не істейтінін және өндіретінін басқара аламыз.«.

Бұл әдістің үлкен артықшылығы, деп түсіндіреді профессор Линдберг, «атмосферадан көмірқышқыл газын пайдаланады, бұл қантты қажет етпейтінін білдіреді, бірақ дененің өз процесін толық пайдаланады«.

Бұл зерттеу желісінің соңғы нәтижелері 2023 жылдың мамырында, Линдберг тобы модификацияланған цианобактериялар шығара алатынын көрсететін зерттеуді жариялаған кезде. изопрен (а) тұрақты синтетикалық отын авиация үшін өте қолайлы), күн энергиясы мен ауадағы көмірқышқыл газын пайдаланады.

СО2 нөлдік шығарындылары бар жанармай өндіру бойынша өршіл жоба әлемнің түкпір-түкпірінен келген зерттеушілер тобын қамтиды, шындыққа барған сайын жақын.

Көміртекті алу және сақтау: CO2 қалай пайдалануымыз керек?
CO2 алу және сақтау: таза нөлге жету жолындағы 5 стратегия