Denk aan de uitdrukking "met grote sprongen"? Dit is ongeveer het geval bij de ontwikkeling van op nanodeeltjes gebaseerde technologieën.
Soms lijkt het erop dat wetenschappers de grondvesten van het universum veranderen, waardoor de fysieke basiswetten gedwongen worden plaats te maken voor menselijk genie. Interessante ontwikkelingen verschijnen op het kruispunt van biologie en natuurkunde.
Het Instituut voor Plantenfysiologie van de Russische Academie van Wetenschappen presenteerde een veelbelovende ontwikkeling van de productie van biobrandstoffen op basis van nanobiomoleculaire complexen die werken op zonne-energie.
Volledige onderzoeksresultaten zijn beschikbaar op journals.elsevier.com.
Constante verslechtering van de ecologische situatie samen met de snelle ontwikkeling van de economie vereist het creëren van goedkope en veilige energie. De Russian Science Foundation verstrekt subsidies voor dergelijke ontwikkelingen.
Volgens wetenschappers is het de meest effectieve manier om goedkope energie te krijgen objecten te creëren die in staat zijn fotobiosynthese uit te voeren, fotosynthese na te bootsen en zonlicht te gebruiken om water te scheiden in zuurstof en atomaire waterstof. Er wordt verondersteld dat kunstmatige zuurstofevolutiecomplexen veel beter bestand zijn tegen stressfactoren in vergelijking met hun natuurlijke prototypen.
Hierdoor wordt de opbrengst aan waterstof met hetzelfde volume aan water en verbruikt licht verhoogd. Dit effect wordt mogelijk met de uitbreiding van het gebruikte spectrum van zonnestraling. Nano-moleculaire modificaties van chlorofyl zullen de gewenste resultaten bereiken.
Volgens de auteur van het artikel, Suleiman Allahverdiyev, die de auteur van het project is, ontwikkelde de groep geteste katalysatoren in een reeks experimenten, die bestaan uit metaal-organische verbindingen. Nanogestructureerde complexen werden geïntroduceerd in kunstmatig gecreëerde polypeptiden en functioneerden als een onderdeel van monsters van vegetatie en bacteriën.
Alle monsters kunnen de ontleding van water versnellen. Wetenschappers hebben zelfs een prototype van een levende reactor gemaakt om biobrandstoffen te produceren.
Processen die waterstof produceren, worden lange tijd gebruikt. De initiatiefnemers zijn een gemeenschappelijke bron, zoals kolen of elektriciteit. Onderzoekers hebben foto-elektrochemische systemen verbeterd met behulp van nanotechnologie. Het prototype was gebaseerd op titaniumoxide nanocomplexen, die waren gedoteerd met stikstof.
De resulterende structuur kan als een analoog van plantcomponenten worden beschouwd en werkt door de energie van de zon. Het belang van de ontwikkeling ligt in de onuitputtelijkheid van de energiebron en het vermogen om bronnen te creëren in onbewoonde gebieden van de planeet.
Tijdens de experimenten is niet alleen een werkmonster gemaakt, maar een structuur die stabiel kan werken gedurende 14-15 dagen. Studies hebben de mogelijkheid aangetoond om chlorofyl te modificeren met het verkrijgen van unieke eigenschappen - het nanocomplex kan laag energetische fotonen absorberen.
Wetenschappers zijn van plan verder te werken in de richting van uitbreiding van het spectrum van geabsorbeerde straling: verrood, nabij-infraroodgebied.
De studies werden gezamenlijk uitgevoerd met de universiteiten van Tabriz en Azerbeidzjan, de Australische Universiteit van Technologie, de Universiteit van Marburg. De toepassing van gezamenlijke inspanningen heeft een reële kans laten zien om op korte termijn werkvoorbeelden te maken.
Misschien zullen binnenkort de eindeloze zandvlaktes van de Sahara of Gobi worden bedekt met gemodificeerde nanostructuren, waardoor goedkope biobrandstoffen worden gewonnen.
