Erinnern Sie sich an den Ausdruck "sprunghaft"? Dies ist in etwa bei der Entwicklung nanopartikelbasierter Technologien der Fall.
Manchmal scheint es, dass Wissenschaftler die Grundlagen des Universums verändern und die grundlegenden physikalischen Gesetze zwingen, dem menschlichen Genie Platz zu machen. Interessante Entwicklungen zeichnen sich an der Schnittstelle von Biologie und Physik ab.
Das Institut für Pflanzenphysiologie der Russischen Akademie der Wissenschaften präsentierte eine vielversprechende Entwicklung der Biokraftstoffproduktion auf der Basis von nanobiomolekularen Komplexen, die mit Solarenergie betrieben werden.
Vollständige Forschungsergebnisse sind auf journals.elsevier.com verfügbar.
Die ständige Verschlechterung der ökologischen Situation und die rasche Entwicklung der Wirtschaft erfordern die Schaffung billiger und sicherer Energie. Die Russian Science Foundation gewährt Zuschüsse für solche Entwicklungen.
Laut Wissenschaftlern besteht der effektivste Weg, billige Energie zu gewinnen, darin, Objekte zu schaffen, die in der Lage sind, Photobiosynthese durchzuführen, Photosynthese nachzuahmen und Sonnenlicht zu verwenden, um Wasser in Sauerstoff und atomaren Wasserstoff zu trennen. Es wird angenommen, dass künstliche Sauerstoffentwicklungskomplexe im Vergleich zu ihren natürlichen Prototypen viel widerstandsfähiger gegen Stressfaktoren sind.
Dies erhöht die Wasserstoffausbeute bei gleichem Wasser- und Lichtverbrauch. Dieser Effekt wird mit der Erweiterung des Spektrums der Sonnenstrahlung möglich. Nanomolekulare Modifikationen von Chlorophyll führen zu den gewünschten Ergebnissen.
Laut dem Autor des Artikels, Suleiman Allahverdiyev, der der Autor des Projekts ist, entwickelte die Gruppe in einer Reihe von Experimenten getestete Katalysatoren, die aus metallorganischen Verbindungen bestehen. Nanostrukturierte Komplexe wurden in künstlich hergestellte Polypeptide eingeführt und fungierten als Teil von Vegetations- und Bakterienproben.
Alle Proben können die Zersetzung von Wasser beschleunigen. Tatsächlich haben Wissenschaftler einen Prototyp eines lebenden Reaktors zur Herstellung von Biokraftstoffen erstellt.
Verfahren, die Wasserstoff produzieren, werden seit langem eingesetzt. Die Initiatoren sind eine gemeinsame Quelle wie Kohle oder Elektrizität. Die Forscher verbesserten photoelektrochemische Systeme mithilfe der Nanotechnologie. Der Prototyp basierte auf Titanoxid-Nanokomplexen, die mit Stickstoff dotiert waren.
Die resultierende Struktur kann als Analogon von Pflanzenkomponenten betrachtet werden und wirkt durch die Energie der Sonne. Die Bedeutung der Entwicklung liegt in der Unerschöpflichkeit der Energieressource und der Fähigkeit, Quellen in unbewohnten Gebieten des Planeten zu erzeugen.
Während der Experimente wurde nicht nur eine Arbeitsprobe erstellt, sondern eine Struktur, die für 14-15 Tage stabil arbeiten kann. Studien haben die Möglichkeit gezeigt, Chlorophyll mit einzigartigen Eigenschaften zu modifizieren - der Nanokomplex ist in der Lage, energiearme Photonen zu absorbieren.
Die Wissenschaftler wollen weiter daran arbeiten, das Spektrum der absorbierten Strahlung zu erweitern: fernes Rot, nahes Infrarot.
Die Studien wurden gemeinsam mit den Universitäten Täbris und Aserbaidschan, der Australian University of Technology und der Universität Marburg durchgeführt. Die Anwendung gemeinsamer Anstrengungen hat eine echte Chance gezeigt, kurzfristig Arbeitsproben zu erstellen.
Vielleicht wird der endlose Sand der Sahara oder Gobi bald mit modifizierten Nanostrukturen bedeckt sein, die billige Biokraftstoffe liefern.
