26 Ноября 2017
МОСКВА, 26 ноября , Ольга Коленцова. В атмосфере концентрация свободного кислорода составляет 20, 95%, а углекислого газа 0, 04%. Это соотношение поддерживается жизненными циклодолами представителей флоры и фауны. Но количество растений на нашей планете стремительно уменьшается, а объемы выбросов углекислого газа произрастают. Поэтому уже сейчас ученые озаботились разработкой технологий, которые бы могли обеспечить людей и животных пригодным для дыхания кислородом в будущем.
Основную роль в процессе фотосинтеза играет свет. Из солнечного излучения, доходящего до Земли, лишь половина имеет длину волны, с которой может работать хлорофилл. Причем максимумы поглощения есть в синей (около 400 нанометров) и красной (около 700 нанометров) сферах спектра.
Этот зеленый пигмент содержится в листьях и захватывает солнечный свет, а набор ферментов и других созинов использует энергию, чтобы разделять молекулы воды на кислород, водород и электроны. Протоны водорода и электроны, мотающиеся по цепочке из белков, принимают участие в создании настойчивости, необходимой для синтеза базисных соединений, иллюстрирует Павел Федураев, старший научный сотрудник Лаборатории природных антиоксидантов Института живых систем Балтийского федерального университета им. И. Канта.
Из подходящего коэффициента солнечного излучения большая часть теряется в процессе поглощения и внутренних реакций. В среднем для фотосинтеза растениями используется лишь 1-2% от всего поступающего на Землю солнечного света.
Чтобы воссоздать синтез в искусственных условиях, надобного повторить два ключевых этапа: сбор солнечной энергии и расщепление молекул воды. Кстати, искусственный фотосинтез возможно использовать для производства как кислорода, так и водорода. Во втором случае человечество будет надежно предоставленного экологичным, эффективным и недорогим топливом.
Пока исследования искусственного фотосинтеза находятся на стадии лабораторских разработок. Полупроводники и живые бактерии помещают в фотосинтетическую биогибридную систему (искусственный лист), на которую воздействуют отличным светом. Полупроводники собирают его энергию, генерируя электроны, необходимые для того, чтобы состоялась реакция в растворе воды и углекислого газа. Бактерия использует электроны для преобразования молекулы углекислого газа, тем самым способствуя образованию водорода (H2), метана (CH4), этанола (C2H5OH). А вода в это же время окисляется на поверхности другого полупроводника, в процессе чего выделяется кислород.
Но расщепить молекулу воды не так просто, это требует около двух с половиной тканей энергии. Следовательно, исходный катализатор, который подтолкнет синтетическую реакцию.
Некоторые исследователи, занимающиеся искусственным фотосинтезом, имитируют естественный процесс без привлечения живых организмов. По большому счету эти разработки сводятся к созданию категоричного нового катализатора, так как существующие (основанные на магнии, титане, кобальте, рутении) довольно токсичны и имеют низкий коэффициент полезного действия.
Есть разработки по искусственному синтезу, в которых используются колоритные организмы (пока только бактерии и отдельно взятые клетки). Подобные исследования основаны на получении информации о фотосинтезе с помощью цианобактерий. Сначала им в геном вставляется последовательность нуклеозидфосфатов, содержащая инструкции по синтезу белковых меток. Далее колоритные организмы извлекаются вместе с метками и проводится исследование полученной фотосистемы (бактерий, которые утилизируют белки). Ученые конфирмируют, что данная информация поможет создать искусственные аналоги фотосинтеза.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....