Sabun köpüklərində süni fotosintezdən yeni yanacaqlar

yarada bilərsiniz yeni sıfır emissiyalı yanacaqlar təbiət tərəfindən həyata keçirilən eyni proseslərdən istifadə edirsiniz? Bəli, tədqiqat layihəsinə rəhbərlik edən Uppsala Universitetinin tədqiqatçılarına görə SoFiA (Sabun Filmi Süni fotosintez), burada Leiden Universiteti, Amsterdam Universiteti, Turin Politexnik Universiteti və bir sıra beynəlxalq tədqiqat institutları da iştirak edir.

2019-cu ildə Avropa Komissiyasından 3,2 milyon avro maliyyə vəsaiti alan layihənin məqsədi CO2-ni yanacağa çevirmək və fotosintezin işıq mərhələsinin baş verdiyi yarpaqların tilakoid membranını təqlid edərək sənaye üçün xammal.

Bu gün SoFiA layihəsinin məqsədləri daha yaxın görünür: ən son mühüm töhfə tədqiqatçılardan gəlir Torino Politecnico, yeni nəşr olunan bir araşdırmada ilk dəfə i-dən istifadənin mümkünlüyünü nümayiş etdirənlər sabun filmi reaktiv membranlar kimi CO2-dən günəş yanacağı istehsalına yol açır.

Havadan yaranan günəş yanacaqlarına bir addım daha yaxın
Karbon dioksid bir resursdur və atmosfer onun ... "mənimdir"

Sabun köpüyü necə düzəltmək olar: İtalyan araşdırması

Yeni araşdırma Torino Politecnico, indicə “də dərc olunubFiziki baxış məktubları” professorun koordinasiya etdiyi tədqiqatçılar qrupu tərəfindən Eliodoro Chiavazzo, necə yaradılacağını nümayiş etdirir sabun filmlərindəki dissimmetriyalarvə ya necə mühəndislik etmək olarçox yayılmış sabun köpüyünün nazik divarları”.

Sabun filmləri tipik simmetrik, sendviçə bənzər bir quruluşa malikdir, içərisində iki nazik səthi aktiv maddə filmləri onların tərkibində müəyyən həcmdə su var: tədqiqatçılar filmin səthlərində aerozol vasitəsilə kimyəvi maddələrin asimmetrik çökməsindən istifadə edərək bu simmetriyanın “sındırılmasına” imkan verən bir proses hazırlamışlar.

Bu nəticə sabun filmlərindən istifadə etmək imkanına çevrilir reaktiv membranlar (özünü sağaldan və aşağı qiymətə) müxtəlif enerji tətbiqləri üçün, o cümlədən i foto-katalitik proseslər CO2-dən karbon monoksit kimi günəş yanacaqlarının istehsalı üçün. Orada təbii fotosintez, əslində, tam olaraq asimmetriyaya əsaslanır.

"Biz fəxr edirik ki, Politexnikin töhfəsi düzgün dopinq texnikasının müəyyən edilməsində və bu texnologiyanın əsasını təşkil edən proseslərin nəzəri anlayışının formalaşdırılmasında həlledici olmuşdur."deyə professor izah edir Eliodoro Chiavazzo.

"Sabun filmlərində nümayiş etdirərək", professor davam edir,"təkcə elmi deyil, həm də texnoloji əhəmiyyətə malikdir, çünki o, bizə atomistik miqyasda simmetriya dərəcəsini idarə etmək mümkün olan ucuz və asan qurulan bir platforma verir.".

Kimyanın sürprizləri: plastik tullantılar sabuna çevrilir
Gələcək kimya: davamlılıq üçün sənayenin yeni çağırışları

SoFiA, bir sabun filmi üzərində süni fotosintez etmək mümkündür

Turin Politexnikinin yeni tədqiqatı 2019-cu ildə başlanmış və çoxsaylı universitet və tədqiqat mərkəzlərinin beynəlxalq səviyyədə əməkdaşlığı nəticəsində mümkün olan böyük tədqiqat layihəsinə ən son mühüm töhfədir: "Beynəlxalq həmkarlar qrupu ilə birlikdə biz illərdir ki, reaktiv membranlar kimi belə film strukturlarının istifadəsi üzərində işləyirik."Deyə açıqlayır Luka Berqamasko, tədqiqatın müəllifləri arasında.

Tədqiqat multidissiplinar Avropa Layihəsi proqramının bir hissəsidir SoFiA (Sabun filminin süni fotosintezi), digərləri arasında daxildirUppsala Universiteti, L 'Leiden Universiteti vəAmsterdam Universiteti.

Layihənin təməlində iddialı məqsəd yarpaqların tilakoid membranını təqlid edir, fotosintezin işıq fazasının proseslərinin baş verdiyi, günəş yanacaqlarını əldə etmək üçün süni "xlorofil sintezi" yaratmaq.

"Fotosintez günəş işığını tutur və enerjisini karbohidratlar kimi enerji ilə zəngin maddələri toplayan kimyəvi reaksiyaları idarə etmək üçün istifadə edir.“O izah edir Leif Hammarström, Uppsala Universitetinin Angström Laboratoriyasında kimyəvi fizika professoru, eləcə də layihə koordinatoru.

Plastik və kimya: “təhlükəli” əlaqənin bütün konturları
Dəniz ekosistemini dəyişmək üçün bir damla neft kifayətdir

Fosilə əsl alternativ olaraq süni fotosintez

Etanol və hidrogen kimi yanacaqların əksəriyyəti indi ondan istehsal olunur fosil mənbələri, nefti xammal kimi istismar edir. Alimlərin fikrincə, lakin süni fotosintez bu prosesə etibarlı, davamlı və səmərəli alternativi təmsil edir. üçün əvəz kimi neft törəmələri, istifadə olunur günəş, su, CO2 və nazik bir sabun filmi.

Buna bənzər bir texnikadan istifadə günəş hüceyrələri, professor Hammarström tərəfindən tədqiq edilən süni fotosintez yanacaq istehsal edir qaz və ya maye şəklində, bitkilərdə baş verənləri təqlid etmək, yəni günəş enerjisini kimyəvi enerjiyə çevirmək.

Buna görə də alimlərin ideyası tilakoid membranı təqlid etməkdir. katalizator səthi aktiv maddələr molekullardan əldə edilir yer üzündə çox zəngin materiallar.

"Tədqiqatlarımızın əksəriyyəti ilk prinsipləri anlamağa və yeni katalizatorlar və mexanizmlər inkişaf etdirməyə çalışdığımız əsas elmi iş ətrafında fırlanır.," Hammarström 2022-ci ildə verdiyi müsahibədə izah edir, "haqqındadır kimyəvi reaksiyanı sürətləndirir belə ki, proseslər daha çox enerjiyə qənaət edir".

Davamlı kənd təsərrüfatı və qida üçün genetik mühəndislik
Budur... plastik tullantılardan istehsal edilən ilk vanil dondurması

Davamlı yanacaqlar üçün fotosintez: kənarda… sabun

Kimya kafedrasında Angström Laboratoriyası sabun köpüyü və səthi aktiv maddələrlə məşğul olan təkcə Leif Hammarström qrupu deyil. tərəfindən koordinasiya edilən tədqiqat qrupunda Pia Lindberq, məsələn, təbii fotosintezdən istifadə edərək qalıq olmayan yanacaq əldə etməyə çalışırıq. geni dəyişdirilmiş siyanobakteriyalar.

Normalda, siyanobakteriyalar böyümək üçün fotosintezdən istifadə edirlər, lakingen mühəndisliyi kimi tamamilə fərqli bir şey etməyə "inandıra" bilər butanol istehsal edir.

"İdeya mikroorqanizmlərdən istifadə edərək atmosferdəki karbon qazından bərpa olunan kimyəvi maddələr və yanacaq istehsal etməkdir.", Lindberg izah edir,"mikroorqanizmin nə etdiyini və istehsal etdiyini idarə edə biləcəyimiz genetik cəhətdən dəyişdirilmiş mikroorqanizmlərdə fotosintezdən birbaşa istifadə etmək".

Professor Lindberq izah edir ki, bu metodun böyük üstünlüyü ondan ibarətdir ki, “atmosferdəki karbon qazından istifadə edir, bu o deməkdir ki, şəkərə ehtiyac duymur, ancaq bədənin öz prosesindən tam istifadə edir".

Bu tədqiqat xəttinin ən son nəticələri, Lindberg komandasının dəyişdirilmiş siyanobakteriyaların istehsal edə biləcəyini göstərən bir araşdırma dərc etdiyi 2023-cü ilin may ayına təsadüf edir. izopren (a davamlı sintetik yanacaq aviasiya üçün mükəmməldir), günəş enerjisi və havada mövcud olan karbon qazından istifadə edir.

Sıfır CO2 emissiyası olan yanacaqların istehsalına dair iddialı layihə dünyanın hər yerindən tədqiqatçılar qruplarını əhatə edir, reallığa getdikcə daha yaxındır.

Karbon Tutma və Saxlama: CO2-dən necə istifadə etməliyik?
CO2-nin tutulması və saxlanması: xalis sıfıra gedən yolda 5 strategiya