Наножилье для солнцелюбивых бактерий

10.03.2022

Исследователи из Кембриджского университета (Великобритания) напечатали на 3D-принтере сетку высотного "наножилья", в котором могут быстро расти любящие солнце бактерии. С помощью таких "домов" ученые смогли извлечь из бактерий больше энергии, выработанной при фотосинтезе, которую можно использовать для питания небольшой электроники - больше, чем при традиционных методах производства возобновляемой биоэнергии.

Цианобактерии - крупные бактерии, способные к фотосинтезу. В течение нескольких лет исследователи пытались "перенастроить" механизмы фотосинтеза цианобактерий, чтобы извлекать из них энергию. Чтобы расти, цианобактериям нужно много солнечного света - для этого им хорошо подходит, например, поверхность озера летом. А чтобы извлекать энергию, которую они производят в результате фотосинтеза, бактерии должны быть прикреплены к электродам.

Команда из Кембриджа напечатала на 3D-принтере из наночастиц оксида металла специальные электроды - в виде сильно разветвленных, плотно упакованных столбчатых структур, похожих на крошечный город. Ученые разработали метод печати, который позволяет контролировать разную длину столбиков.

Новый метод на порядок увеличил количество извлекаемой энергии по сравнению с другими методами производства биоэнергии из фотосинтеза.

"Цианобактерии - это универсальные химические фабрики. Наш подход позволяет нам использовать их пути преобразования энергии на ранней стадии, что помогает нам понять, как они осуществляют преобразование энергии, чтобы мы могли использовать их естественные пути для возобновляемого топлива или химического производства", - отмечают авторы работы.

<< Назад: Электрический фургон Volkswagen ID.Buzz 11.03.2022

>> Вперед: Водородный поезд Hybari 10.03.2022

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Безлинзовая ИК-система 02.10.2025

Инфракрасные технологии занимают особое место в науке и технике. Они позволяют заглянуть туда, где человеческий глаз бессилен, - в темноту, сквозь дымку или туман, на значительные расстояния. Однако развитие этой области сдерживают дорогие и капризные камеры, требующие охлаждения и сложного обслуживания. Китайские исследователи предложили неожиданный выход: создание безлинзовой системы, которая превращает невидимое инфракрасное излучение в четкие изображения с помощью оптики нового поколения. В основе этой разработки лежит древняя идея "изображения через отверстие", о которой еще в IV веке до нашей эры писал философ Мо-цзы. Современные ученые пошли дальше и вместо физической дырочки сформировали оптическое отверстие прямо в нелинейном кристалле, используя сверхкороткие лазерные импульсы. Такое решение позволяет преобразовывать инфракрасное излучение в видимый свет, который без труда фиксируется обычными кремниевыми сенсорами. Руководитель проекта профессор Хэпинг Цзэн подчеркивае ...>>

Жара вызывает агрессию 01.10.2025

Животный мир чутко реагирует на изменения температуры, и в последние годы ученые все чаще обращают внимание на то, как жара влияет не только на физиологию, но и на поведение живых существ. Рост глобальных температур способен не только изменять экосистемы, но и формировать новые социальные модели у животных. Одним из тревожных проявлений оказывается рост агрессивности, который наблюдается у самых разных видов. В лаборатории Университета Юга в Сьюани, штат Теннеси, экологи наблюдали за чернобрюхими саламандрами Desmognathus amphileucus. Эти небольшие амфибии, обитающие в ручьях Аппалачей, продемонстрировали ярко выраженное территориальное поведение: они пытались кусать соперников и заставлять их покидать занятую территорию. Интересно, что у близкородственных видов - саламандры Окои и тритона - подобных реакций не зафиксировали. Это подчеркивает избирательность явления и его связь с особенностями конкретных организмов. Сходные результаты были получены и в экспериментах с другими вид ...>>

Случайная новость из Архива Починка поврежденных хрящей 21.10.2013 Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (Швейцария) разработали материал, который может быть использован для контролируемого высвобождения вещества при воздействии циклической механической нагрузки. Как предполагается, этот материал может быть полезен для лечения специфических тканей, например, хряща. Коленный хрящ, чтобы восстановиться, должен находиться под механическим напряжением, наподобие тому, что случается когда мы идем и на колени ложится наш вес. При таком воздействии хондроциты - клетки хрящевой ткани - вырабатывают рецепторы, восприимчивые к стимуляторам роста, производимым организмом. Именно в этот момент хондроциты наиболее восприимчивы к лекарственным препаратам. Исследователи из Швейцарии взяли за основу этот природный процесс и разработали умный материал, который выделяет вещество только при механической нагрузке. Материал состоит из гидрогеля, наночастиц липосом (образующиеся в смесях фосфолипидов и воды замкнутые пузырьки) и действующего вещества (в эксперименте это краситель). При воздействии циклических механических нагрузок, матрица с гидрогелем нагревается. После этого расширяется диаметр липосом, что в свою очередь освобождает пространство в матрице, увеличивает ее проницаемость и облегчает выход красителя. На этапе разработки исследователи столкнулись с рядом проблем. Например оказалось, что не так просто разработать соответствующие спецификациям наночастицы - в частности, в процессе нагрева они должны реагировать на небольшую разницу температур. Кроме того, было важно доказать, что механическая нагрузка вызывает нагрев и высвобождение красителя. В ходе ряда экспериментов, ученые пришли к выводу, что для успешной работы метода, необходимо, чтобы все три названные выше компонента работали четко. В то же время ученые говорят, что хоть их эксперименты прошли успешно, до крупномасштабного лечения хрящей еще далеко - необходимо дорабатывать гидрогель и наночастицы, для того, чтобы они стали полностью биоразлагаемы и безопасны.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025