Адсорбент вместо холода

10.11.2018

В современном мире нас со всех сторон окружают полимеры. Их стало настолько много, что полимерный мусор представляют серьезную проблему для мирового океана - но тут уж, как говорится, сами виноваты. Однако кроме проблемы отходов есть еще одна.

Дело в том, что полимерное производство - это весьма затратный с точки зрения энергии процесс. Например, до того как из полиэтилена будет изготовлен обычный пакет, нужно сначала изготовить сам полиэтилен из этилена. А до этого получить этилен, потому что в природе его не найти. Производят этилен из других углеводородов с помощью процесса, который называется пиролиз: углеводородное сырье нагревают в специальных аппаратах, в результате чего большие молекулы разваливаются на более маленькие, среди которых есть и этилен. Но кроме нужного нам этилена образуется еще множество разных веществ, которые необходимо как-то из этой смеси убрать, потому что для производства полиэтилена этилен должен быть очень высокой степени чистоты.

Процесс разделения и очистки - краеугольный камень всего химического производства. Не так сложно получить какое-то вещество - сложно потом отделить его от других. Для этих целей на заводах стоят огромных размеров установки, и ресурсов они потребляют тоже соразмерно. Основная проблемная примесь в этилене - его практически родной химический "брат" этан. Они оба очень похожи по своим свойствам и поэтому их очень тяжело отделить друг от друга. На заводах для этого строят сложные криогенные установки, которые при низкой температуре и высоком давлении очищают этилен от этана. Естественно, что это не только делает производство более дорогим, но и приводит к лишним выбросам в окружающую среду и расходу ресурсов.

Одно из возможных решений проблемы - использование адсорбентов. Вместо того чтобы охлаждать, сжимать и нагревать миллионы тонн газовой смеси, неплохо было бы пропустить ее сквозь какой-нибудь фильтр, который адсорбирует этан, а на выходе даст чистый этилен. Исследователи не один год бьются над тем, чтобы создать такие материалы. Несколько лет назад с помощью металл-органических каркасных структур (MOF) удалось разделить этан и этилен, но с одним очень существенным "но". Разработанный адсорбент задерживал этилен, а пропускал, наоборот, этан. То есть разделение происходило наоборот - не этилен чистился от этана, а этан от этилена. С учетом того, что в реальных условиях этилена в смеси содержится сильно больше, получалась лишняя работа, которая была ничем не лучше криогенного разделения.

Исследователи из Китая и США представили вещество, которое вылавливает из смеси этан, не трогая этилен. Этот адсорбент представляет собой металл-органическую каркасную структуру на основе железа, однако в отличие от более ранних разработок, на атомы железа были помещены атомы кислорода. Такая молекулярная конструкция оказалась способна эффективно связывать молекулы этана, в то время как молекулы этилена на подобные "рецепторы" не садились. В результате получившийся адсорбент стал способен "правильно" разделять этан-этиленовую смесь в одну стадию: связывать этан и пропускать этилен.

<< Назад: Новый способ распространения света в стекле 10.11.2018

>> Вперед: Разгадан феномен женского чутья 09.11.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Атомный секрет вечного блеска золота 20.06.2026

Золото издавна считается символом вечности и благородства не только из-за своей редкости, но и благодаря удивительной химической стойкости. В отличие от большинства металлов, оно не окисляется на воздухе, не тускнеет и не покрывается ржавчиной даже спустя тысячелетия. Эта уникальная инертность позволила золотым артефактам сохранять первозданный блеск с древних времен. Однако точный механизм такой защиты долго оставался загадкой для ученых. Недавнее исследование американских химиков-вычислителей раскрыло, что дело не просто в слабом взаимодействии с кислородом, а в особой атомной структуре поверхности металла. Сотрудники Тулейнского университета Санту Бисвас и Мэтью М. Монтемор провели детальное компьютерное моделирование, чтобы понять, как молекулы кислорода взаимодействуют с поверхностью золота. Ученые сравнили два основных типа атомных структур: "реконструированные" и "нереконструированные" поверхности. Было доказано, что природная способность золота к перестройке атомов играет кл ...>>

Смарфон Realme 16T 5G 20.06.2026

В сегменте доступных смартфонов с акцентом на длительную работу без подзарядки компания Realme представила интересную новинку - модель Realme 16T 5G. Главным преимуществом устройства стала по-настоящему впечатляющая батарея емкостью 8000 мАч, которая способна обеспечить до трех дней автономной работы при умеренном использовании. При этом инженерам удалось сохранить относительно компактный корпус толщиной менее 9 мм и вес всего 224 грамма, что делает смартфон удобным для повседневного ношения несмотря на внушительный аккумулятор. Смартфон оснащен большим 6,8-дюймовым LCD-дисплеем с высокой частотой обновления 144 Гц и пиковой яркостью до 1200 нит. Такое сочетание обеспечивает плавную картинку в динамичных сценах и комфортное восприятие контента даже под прямыми солнечными лучами. За производительность отвечает энергоэффективный процессор MediaTek Dimensity 6300, дополненный оперативной памятью LPDDR4X и накопителем UFS 2.2. Для эффективного отвода тепла во время продолжительных нагру ...>>

Проблема набора веса после 40 19.06.2026

С возрастом многие люди замечают, что поддерживать привычный вес становится все сложнее, даже если рацион и уровень активности существенно не меняются. Ученые из Каролинского института в Швеции раскрыли одну из ключевых биологических причин этого явления. Они показали, что с годами в жировой ткани замедляется процесс обновления липидов, из-за чего организм постепенно накапливает жир. Это естественное возрастное изменение объясняет, почему после 40 лет тело начинает "работать" иначе, способствуя набору веса. В долгосрочном исследовании специалисты наблюдали за жировой тканью 54 мужчин и женщин на протяжении в среднем 13 лет. Независимо от того, набирали участники вес или, наоборот, худели, у всех без исключения скорость липидного обмена в жировых клетках заметно снижалась. Жир в клетках обновляется все медленнее, и этот процесс происходит автоматически с течением времени. Те, кто не компенсировал замедление уменьшением калорийности питания, в среднем набирали около 20% от исходного в ...>>

Носимый ультразвуковой пластырь UPatch для мониторинга беременности 19.06.2026

Беременность - один из самых ответственных периодов в жизни женщины, когда выявление любых отклонений может сыграть решающую роль в здоровье матери и ребенка. Современные методы мониторинга, такие как периодическое ультразвуковое исследование и кардиотокография, имеют серьезные ограничения: они дают лишь кратковременные снимки состояния и часто сопровождаются ложными тревогами. Ученые предложили инновационное решение в виде носимого ультразвукового пластыря, который способен вести непрерывное наблюдение за плодом прямо в утробе матери. Эта технология, получившая название UPatch, открывает новые возможности для раннего обнаружения осложнений и более полного понимания развития ребенка. Разработка UPatch представляет собой первый в своем роде мягкий носимый ультразвуковой датчик, способный в реальном времени фиксировать анатомические структуры плода, кровоток в сосудах и работу пуповины. Устройство компенсирует движения плода и слабые сигналы из глубоких тканей благодаря специальным ал ...>>

Планшет-бумбокс Lenovo Tab Plus Gen 2 18.06.2026

Компания Lenovo представила Tab Plus Gen 2 - обновленную версию популярной модели 2024 года. Новинка получила более крупный дисплей, усиленную аудиосистему и современное программное обеспечение, что делает ее привлекательным выбором для тех, кто любит смотреть видео, слушать музыку и работать в мобильном формате. Устройство сочетает в себе возможности планшета и портативной колонки, подчеркивая акцент на развлечениях. Одним из главных улучшений стал экран, диагональ которого выросла с 11,5 до 12,1 дюйма. Это LCD-панель с высоким разрешением 2560 х 1600 пикселей (2,5K), частотой обновления 120 Гц, поддержкой Dolby Vision и HDR10. В режиме высокой яркости дисплей способен достигать 800 нит, что обеспечивает комфортное восприятие контента даже в хорошо освещенных помещениях. Благодаря этим характеристикам изображение становится более детализированным и плавным. Особое внимание производитель уделил звуку. Аудиосистема планшета теперь включает девять динамиков JBL с поддержкой Dolby A ...>>

Случайная новость из Архива Хлеб вызывает набор веса даже при одинаковой калорийности 07.04.2026 Многие люди уверены, что лишние килограммы появляются исключительно от переедания или малоподвижного образа жизни. Однако современная наука все чаще показывает, что дело не только в количестве калорий, но и в том, какие именно продукты мы выбираем. Даже привычный хлеб может незаметно менять метаболизм организма, способствуя накоплению жира. Ученые из Осакского столичного университета в Японии провели серию экспериментов на мышах, которые помогли объяснить, почему употребление пшеничного хлеба способствует набору веса и увеличению жировой прослойки даже при сохранении примерно одинакового уровня калорий в рационе. Исследователи обнаружили, что регулярное потребление большого количества пшеничного хлеба снижает общий расход энергии организмом. В результате метаболизм смещается в сторону преимущественного накопления жира, а не его сжигания. Диетолог Сигенобу Мацумура из Осакского столичного университета подчеркивает, что прибавка в весе, скорее всего, связана не с какими-то уникальными свойствами именно пшеницы, а с общей сильной склонностью организма к углеводам и теми метаболическими изменениями, которые они вызывают. В ходе эксперимента мышам предоставляли свободный выбор между обычной здоровой зерновой диетой и продуктами на основе простого хлеба, запеченной пшеничной муки или запеченной рисовой муки. Ученые тщательно отслеживали, как животные набирают вес, сколько калорий сжигают в покое и при активности. Анализ образцов крови показал изменения в уровнях гормонов, сахара и различных метаболитов, а изучение тканей печени позволило оценить активность соответствующих генов. Результаты оказались весьма показательными: мыши явно предпочитали рацион с высоким содержанием углеводов. Это приводило к заметному увеличению массы тела и росту жировой ткани, особенно у самцов. При этом важным открытием стало то, что набор веса происходил не из-за переедания и не от снижения физической активности, а именно под влиянием самих продуктов питания. При употреблении пшеничной муки животные сжигали меньше калорий в целом, а в печени активировались гены, отвечающие за превращение углеводов в жиры. Таким образом, организм начинал работать в режиме экономии энергии и активного запасания. В дополнительном исследовании ученые вернули группу мышей, получавших пшеничную муку, на стандартный рацион. В результате набор веса прекратился, а все метаболические сдвиги обратились вспять, что подтвердило причинно-следственную связь. Сигенобу Мацумура выразил надежду, что полученные данные в будущем послужат научной основой для более сбалансированных рекомендаций по питанию. Это поможет находить разумный компромисс между приятным вкусом продуктов и их влиянием на здоровье - как в диетологии, так и при разработке новых пищевых продуктов и образовательных программах.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026