Студенты научились создавать в синтезированном материале реакцию, похожую на фотосинтез

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