Erinnern Sie sich an den Ausdruck "Sprünge und Grenzen"? Dies ist in etwa bei der Entwicklung von Nanopartikel-basierten Technologien der Fall.
Manchmal scheinen Wissenschaftler die Grundlagen des Universums zu verändern, indem sie die grundlegenden physikalischen Gesetze zwingen, dem menschlichen Genie nachzugeben. Interessante Entwicklungen zeigen sich an der Schnittstelle von Biologie und Physik.
Das Institut für Pflanzenphysiologie der Russischen Akademie der Wissenschaften präsentierte eine vielversprechende Entwicklung der Produktion von Biokraftstoffen auf der Grundlage nanobiomolekularer Komplexe, die mit Solarenergie betrieben werden.
Vollständige Forschungsergebnisse sind auf journal.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 stellt Zuschüsse für solche Entwicklungen bereit.
Wissenschaftlern zufolge ist der effektivste Weg, um billige Energie zu gewinnen, Objekte zu schaffen, die Photobiosynthese durchführen, Photosynthese nachahmen und Sonnenlicht verwenden, um Wasser in Sauerstoff und atomaren Wasserstoff zu trennen. Es wird angenommen, dass künstliche Sauerstoffentwicklungskomplexe im Vergleich zu ihren natürlichen Prototypen viel resistenter gegen Stressfaktoren sind.
Dies erhöht die Wasserstoffausbeute bei gleichem Wasservolumen und verbrauchtem Licht. Dieser Effekt wird mit der Erweiterung des Spektrums der verwendeten Sonnenstrahlung möglich. Nanomolekulare Modifikationen von Chlorophyll werden die gewünschten Ergebnisse erzielen.
Laut dem Autor des Artikels, Suleiman Allahverdiyev, der Autor des Projekts, entwickelte die Gruppe in einer Reihe von Experimenten getestete Katalysatoren, die aus metallorganischen Verbindungen bestehen. Nanostrukturierte Komplexe wurden in künstlich erzeugte Polypeptide eingeführt und fungierten als Teil von Vegetations- und Bakterienproben.
Alle Proben können die Zersetzung von Wasser beschleunigen. In der Tat haben Wissenschaftler einen Prototyp eines lebenden Reaktors zur Herstellung von Biokraftstoffen entwickelt.
Prozesse, die Wasserstoff produzieren, werden lange verwendet. 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 sich ergebende Struktur kann als ein Analogon von Anlagenteilen betrachtet werden und arbeitet mit der Energie der Sonne. Die Bedeutung der Entwicklung liegt in der Unerschöpflichkeit der Energiequelle und der Fähigkeit, Quellen in unbesiedelten Gebieten des Planeten zu schaffen.
Die Wissenschaftler wollen weiter daran arbeiten, das Spektrum der absorbierten Strahlung zu erweitern: Rot im nahen Infrarotbereich.
Die Studien wurden gemeinsam mit den Universitäten Täbriz und Aserbaidschan, der Australian University of Technology und der Universität Marburg durchgeführt. Die Anwendung gemeinsamer Anstrengungen zeigte eine echte Chance, kurzfristig Arbeitsproben zu erstellen.
Vielleicht werden bald die endlosen Sande der Sahara oder Gobi mit modifizierten Nanostrukturen bedeckt, wodurch billige Biokraftstoffe entstehen.
