Дата публикации: 02 апреля 2020 г. #США Ученые из Калифорнийского университета Беркли создали биогибридный аппарат для Марса, который может превращать СО2 в новые продуктыЛюди все-таки надеются когда-нибудь колонизировать Марс, а ведь новым поселенцам придется производить на необитаемой планете огромное количество органических соединений, от топлива до медикаментов, которые слишком дороги для доставки с Земли. Ученые из Калифорнийского университета Беркли (The University of California, Berkeley) и химики из лаборатории Лоуренса в Беркли (Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley Lab) разработали план по реализации данной задачи на Марсе. В течение последних восьми лет исследователи работали над созданием гибридной системы, объединяющей бактерии и нанопроволоки, которые могут улавливать энергию солнечного света, превращая углекислый газ и воду в строительные блоки для органических молекул. Нанопроволоки - это тонкие кремниевые проволоки шириной примерно в сотую часть человеческого волоса, используемые в качестве электронных компонентов, а также в качестве датчиков и солнечных элементов. «На Марсе около 96% атмосферы составляет CO2. По сути, все что вам нужно, это кремниевые полупроводниковые нанопроволоки, которые поглощают солнечную энергию и передают ее этим буктериям, чтобы осуществить химический процесс», - сказал руководитель проекта Пейдонг Янг (Peidong Yang), профессор химии и заслуженный председатель SK и Angela Chan в области энергетики в Калифорнийском университете в Беркли (S. K. and Angela Chan Distinguished Chair in Energy at UC Berkeley). «В дальнем космическом полете необходимо учитывать вес полезного груза, и у биологических систем есть то преимущество, что они самовоспроизводятся: вам не нужно посылать много. Вот почему наша биогибридная версия очень привлекательна ». «Единственное требование, кроме солнечного света, это вода, которая на Марсе относительно многочисленна в полярных ледяных шапках и, вероятно, лежит под землей на большей части планеты» - сказал Янг, старший научный сотрудник лаборатории Беркли и директор Kavli, Институт Энергетики. Биогибрид также может вытягивать углекислый газ из воздуха на Земле, образуя органические соединения и одновременно противодействовать изменению климата, вызванному избытком антропогенного CO2 в атмосфере. В новой статье, опубликованной 31 марта в журнале Joule, исследователи сообщают о важном этапе упаковки этих бактерий (Sporomusa ovata) в «лес нанопроволоки» для достижения рекордной эффективности. А именно, 3,6% поступающей солнечной энергии преобразуется и хранится в углеродных связях в форме двухуглеродной молекулы, называемой ацетатом, по существу уксусной кислоты или уксуса. Молекулы ацетата могут служить строительными блоками для целого ряда органических молекул, от топлива и пластмасс до лекарств. Многие другие органические продукты могут быть получены из ацетата внутри генно-инженерных организмов, таких как бактерии или дрожжи. Система работает как фотосинтез, который растения естественным образом используют для превращения углекислого газа и воды в соединения углерода, в основном сахара и углеводы. Растения, однако, имеют довольно низкую эффективность, обычно преобразуя менее половины процента солнечной энергии в соединения углерода. Система Янга сравнима с растением, которое лучше всего превращает СО2 в сахар, сахарным тростником, эффективность которого составляет 4-5%. Профессор Янг также работает над системами для эффективного производства сахара и углеводов из солнечного света и CO2, для потенциального обеспечения пищей колонизаторов Марса. Устройство для улавливания углекислого газа из воздуха и превращения его в полезные органические продукты. Слева находится камера, содержащая гибрид нанопроволок и бактерий, который восстанавливает CO2 с образованием ацетата. Справа находится камера, где производится кислород. (UC Berkeley фото Пейдонга Янга) Сканирующая электронная микрофотография гибрида нанопроволок-бактерий, работающего при оптимальной кислотности или pH, для плотной упаковки бактерий вокруг нанопроволок. Тесная упаковка обеспечивает более эффективное преобразование солнечной энергии в углеродные связи. Масштабная линейка составляет 1/100 миллиметра или 10 микрон. (UC Berkeley, изображение Пейдонга Янга) Источник: news.berkeley.edu
Популярные издания ФГБНУ «Аналитический центр»
Издания 2019 года
Издания 2018 года
открыть полный список изданий Центра → Документ был изменён 11.11.2019 в 10:50. |
Поиск данных
об аттестации педагогических работников Издания Центра
|