Pamiętasz wyrażenie „skokowo”? Tak jest w przypadku rozwoju technologii opartych na nanocząstkach.
Czasami wydaje się, że naukowcy zmieniają podstawy wszechświata, zmuszając podstawowe prawa fizyczne, by ustąpiły miejsca ludzkiemu geniuszowi. Interesujące zmiany pojawiają się na styku biologii i fizyki.
Instytut Fizjologii Roślin Rosyjskiej Akademii Nauk przedstawił obiecujący rozwój produkcji biopaliw w oparciu o kompleksy nanobiomolekularne działające na energię słoneczną.
Pełne wyniki badań są dostępne na journals.elsevier.com.
Stałe pogorszenie sytuacji ekologicznej wraz z szybkim rozwojem gospodarki wymaga stworzenia taniej i bezpiecznej energii. Rosyjska Fundacja Nauki zapewnia dotacje na takie wydarzenia.
Według naukowców najskuteczniejszym sposobem uzyskania taniej energii jest tworzenie obiektów zdolnych do prowadzenia fotobiosyntezy, naśladowania fotosyntezy i wykorzystywania światła słonecznego do oddzielania wody do tlenu i wodoru atomowego. Zakłada się, że kompleksy sztucznej ewolucji tlenu będą znacznie bardziej odporne na czynniki stresowe w porównaniu z ich naturalnymi prototypami.
Zwiększy to wydajność wodoru przy takiej samej objętości zużytej wody i światła. Efekt ten staje się możliwy dzięki rozszerzeniu spektrum wykorzystywanego promieniowania słonecznego. Nanocząsteczkowe modyfikacje chlorofilu pozwolą osiągnąć pożądane rezultaty.
Według autora artykułu, Suleimana Allahverdiyeva, który jest autorem projektu, grupa opracowała testowane katalizatory w serii eksperymentów, które składają się ze związku metaloorganicznego. Kompleksy nanostrukturalne wprowadzono do sztucznie wytworzonych polipeptydów i funkcjonowały jako część próbek roślinności i bakterii.
Wszystkie próbki są w stanie przyspieszyć rozkład wody. W rzeczywistości naukowcy stworzyli prototyp żywego reaktora do produkcji biopaliw.
Procesy wytwarzające wodór są stosowane przez długi czas. Inicjatory są powszechnym źródłem, takim jak węgiel lub elektryczność. Naukowcy ulepszyli systemy fotoelektrochemiczne za pomocą nanotechnologii. Prototyp opierał się na nanokompleksach tlenku tytanu, które były domieszkowane azotem.
Powstała struktura może być uważana za analog składników roślinnych i działa dzięki energii Słońca. Znaczenie rozwoju polega na niewyczerpalności zasobów energii i zdolności do tworzenia źródeł w niezamieszkałych obszarach planety.
Podczas eksperymentów stworzono nie tylko próbkę roboczą, ale strukturę zdolną do stabilnej pracy przez 14-15 dni. Badania wykazały możliwość modyfikowania chlorofilu dzięki uzyskaniu unikalnych właściwości - nanokompleks jest w stanie wchłonąć fotony o niskiej energii.
Naukowcy planują kontynuować prace w kierunku poszerzenia spektrum absorbowanego promieniowania: daleko czerwonego, w pobliżu podczerwieni.
Badania przeprowadzono wspólnie z uniwersytetami w Tabriz i Azerbejdżanie, Australijskim Uniwersytetem Technologicznym, Uniwersytetem w Marburgu. Zastosowanie wspólnych wysiłków dało realną możliwość stworzenia próbek roboczych w krótkim okresie.
Być może wkrótce niekończące się piaski Sahary lub Gobi zostaną pokryte zmodyfikowanymi nanostrukturami, dając tanie biopaliwa.
