Марина Пахоменко Опубликована 25.10.2019 в 12:01

Студенты научились создавать в синтезированном материале реакцию, похожую на фотосинтез

Новое открытие перерабатывает углекислый газ благодаря искусственному фотосинтезу

Исследовательская группа специалистов под руководством профессора Ф. Урибе-Ромо из США (Флорида), разработала инновационный способ воспроизводства фотосинтеза. Весь процесс сосредоточен в синтезированном материале. При этом происходит выделение тепловой энергии, а двуокись азота превращается в безопасные соединения.

Чем полезно открытие синтетического фотосинтеза

Ноу-хау ученых найдет широкое применение в сфере создания экологических технологий, которые помогут сократить выбросы парниковых газов. Кроме того, это открытие даст новый источник «чистой» энергии.

Доктор Ф. Урибе-Ромо из Университета Центральной Флориды считает это изобретение настоящим прорывом в науке. По его словам, было очень сложно воспроизвести материал, поглощающий свет с заданной длиной волны. Это открытие стало бесценным вкладом в разработку потенциальных технологий, которые помогут снизить выбросы СО2 и остановить глобальное потепление.

Группа студентов, возглавляемая Урибе-Ромо, научилась создавать в синтезированном материале, под названием MOF (металлоорганические структуры), реакцию, похожую на фотосинтез. В ходе процесса расщепляется углекислый газ и связываются его ионы с образованием безвредных компонентов.

В итоге исследователям удалось открыть особый фотосинтез. Его основная отличительная черта от естественного процесса заключается в том, что при обычном фотосинтезе углекислый газ распадается на кислород и вещества, жизненно важные для растений. А ноу-хау специалистов способствует образованию кислорода и тепловой энергии, «солнечного» топлива.

Предыстория открытия воспроизводства искусственного фотосинтеза

Несколько поколений ученых ставили перед собой цель вынудить свет способствовать химической реакции, но их попытки не увенчались успехом. Ультрафиолетовое излучение отличается достаточным количеством энергии, необходимого для определенных реакций, к примеру, в двуокиси титана. Зато на видимую часть спектра приходится только 4% излучения, исходящего от Солнца к Земле. Стоит отметить, что некоторые химические элементы (платина, иридий) с легкостью поглощают зримый свет. Но из-за высокой стоимости, работать с ними невыгодно.

Поэтому Ф. Урибе-Ромо для своих практических опытов взял металлорганические структуры из ионов титана в сочетании с кластерами из органических молекул (MOF). Ученый использовал специальные молекулярные структуры N-алкил-2-аминотерефталататы. В составе MOF они приобретают свойство поглощать зримый свет определенного оттенка (в этом исследовании - синего).

Новый подход Урибе-Ромо привел к успешному результату, в процессе синтетического фотосинтеза углекислый газ, который входит в состав воздуха, очищался и превращался в соединения формамид и формиад, типы солнечного топлива.

Перспективы использования ноу-хау

Сейчас профессор Урибе-Ромо собирается проработать аналогичные опыты со световыми волнами другой длины. Его теория состоит в том, чтобы в дальнейшем разработать установки для улавливания и преобразования крупных объемов СО2 возле промышленных предприятий, электростанций и других объектов. Таким образом, воздух начнет очищаться от парниковых газов, а произведенная энергия вернется на производство. Не исключено, что в будущем появится возможность покупать кровельные покрытия типа черепицы, выпущенные из MOF и ему подобных материалов. Такое покрытие с универсальными свойствами будет очищать воздух и вместе с тем сэкономит владельцу дома деньги за электроэнергию.

Фото: industryleadersmagazine.com

Подписывайтесь на Экосевер

Читайте также

Что, если математика — это не универсальный язык? вчера в 16:36

Математика — это не единственный путь: как осознание её ограничений может изменить восприятие мира

Что если математика — не универсальный язык, а лишь один из способов описания мира? Узнайте, как осенние перемены вдохновляют на новые взгляды на науку и культуру.

Читать полностью »
Карл Ландштейнер и кровь: как одно открытие спасает миллионы ежедневно вчера в 15:32

Как открытие Карла Ландштейнера изменило мир: переливание крови стало безопасным, благодаря одному гениальному ученому

Открытие групп крови Карлом Ландштейнером изменило медицину и спасает миллионы жизней ежедневно. Узнайте, почему это знание важно каждому и как оно помогает сегодня.

Читать полностью »
Тим Бернерс-Ли: как родился Интернет — история за 48 часов вчера в 14:26

48 часов, которые стали началом цифровой революции: история Интернета

Узнайте, как Тим Бернерс-Ли за 48 часов создал основу Интернета — изобретение, изменившее мир и ставшее ключевым элементом современной жизни и коммуникаций.

Читать полностью »
Вернер фон Браун: ракеты, наука и тень прошлого вчера в 13:43

Вернер фон Браун: учёный, который вывел человечество в космос, но заплатил за это ценой морали

История Вернера фон Брауна — это удивительный путь от нацистских ракет до покорения космоса, полный научных достижений и моральных вызовов, которые остаются актуальными и сегодня.

Читать полностью »
Чжан Хэн — китайский гений, придумавший сейсмограф за 1800 лет до цифровой эры вчера в 12:56

Как Чжан Хэн предсказал будущее с помощью сейсмографа: китайский гений, который опередил своё время

История китайского гения Чжана Хэна, создавшего первый сейсмограф за 1800 лет до цифровой эры — удивительный пример древней науки и изобретательности, изменивший понимание землетрясений.

Читать полностью »
Лето, жара и технологический прорыв вчера в 11:49

Когда жара не только тянет в тень, но и подталкивает к прорыву в технологиях!

Обезьяна играет в видеоигру без рук и экрана — только силой мысли. Что это за технология и почему она важна именно сейчас?

Читать полностью »
Тихие сигналы, которые меняют всё вчера в 10:56

Как скрытые сигналы кишечника меняют всё: что ваш организм пытается вам сказать?

Кишечные бактерии способны влиять на эмоции, выбор еды и здоровье. Как микробиом стал новым органом — и что с этим делать этим летом?

Читать полностью »
Почему некоторые люди не чувствуют боли — и что наука делает с этим знанием вчера в 0:32

Некоторые люди не чувствуют боли вообще — даже при серьёзных травмах. Что стоит за этим феноменом и как он может изменить медицину уже в ближайшие годы?

Читать полностью »