Искусственные листья обладают функциями живых

25.03.2019

Исследователи Иллинойсского Университета (США, Чикаго) после многочисленных попыток, наконец, разработали искусственные масштабируемые листья, которые выполняют такие же функции, как и живые растения, а именно: преобразуют углекислоту в воду и окись углерода. А еще они вырабатывают кислород. По заявлению ученых, использовать такие листы можно с разными целями: для улучшения качества окружающего воздуха, получения дешевого топлива.

Каждое растение на земле представляет собой маленькую природную "электростанцию", которая трансформирует поступающие солнечные лучи, воду и углекислый газ в энергию. Около десяти лет ученые безуспешно пытались создать копию натурального, функционирующего по аналогии с настоящим, листа. Команда специалистов Университета Иллинойса первой решила эту задачу и разработала новую модель листьев, которая работала одинаково эффективно как в лаборатории, так и в реальных условиях.

Искусственные растения поглощают углекислый газ (СО2) из воздуха. Они преобразуют углекислоту в кислород (О2) и газ (СО), являющийся основой для синтетических видов топлива: бензина, метилового спирта. Все созданные ранее искусственные листья, к сожалению, были не в состоянии аккумулировать СО2 из окружающего воздуха. Однако, новым листовым системам это удалось.

Ученые сконструировали систему искусственного фотосинтеза с продуктивностью, превышающей показатели живых растений в 14 раз. Она состоит из принимающих на себя лучи солнца элементов, на поверхности которых располагаются катализаторы. Поверхность расщепляет молекулы воды, а также аккумулирует углекислый газ из воздуха. Ранее такой процесс был невозможен, поскольку на листьях-дубликатах не было устьиц - крошечных отверстий, через которые они поглощают углекислоту и выделяют кислород.

Ученые поместили искусственный лист в проницаемую плотную оболочку, сделанную из аммонийной смолы. Ее пропитали электролитом на водной основе. Чтобы имитировать процесс испарения воды, происходящий в зеленых растениях, исследователи сделали так, чтобы аммонийная смола забирала углекислоту из воздуха. Под полупроводниковой пленкой углекислый газ превращался в СО или окись углерода. Это соединение можно собирать из внутренней части листа и использовать для перегонки в топливо.

<< Назад: Испытан новый марсоход 26.03.2019

>> Вперед: Полумостовой 200-вольтовый драйвер MOSFET Infineon IRS2007S 25.03.2019

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива ДНК отыщут в космосе 20.07.2013 Если жизнь на Марсе все-таки существует, то можно смело предположить, что у нее есть общие корни с земной. Более 3,5 млрд. лет назад метеориты проносились через всю Солнечную систему и, вполне возможно, рикошетили между двумя нашими молодыми планетами. Найденные в минувшие десятилетия в Антарктиде и в африканских пустынных зонах метеориты с Марса доказывают это. А не исключено, что и на Марс попадали метеориты, выброшенные с Земли в результате метеоритных атак, либо при извержениях многочисленных вулканов. Этот космический пинг-понг, вполне возможно, мог создать общую родословную у организмов этих планет - вне зависимости от того, где жизнь зародилась первой - на Марсе или на Земле. Теория общих космических корней настолько привлекательна, что ученые из Массачусетского технологического института (MIT), совместно с коллегами из Гарварда и MGH, решились на создание ДНК секвенсора - устройства, позволяющего определять и сравнивать с образцами последовательности в молекуле ДНК. Он будет отправлен на Марс, чтобы искать там общий генетический материал среди образцов почвы и льда. Кристофер Карр, исследователь из MIT со своими коллегами провели решающий эксперимент. Они подвергли сердце своего инструмента - микрочип для секвенирования ДНК - дозам облучения, которые ожидаются во время реальной экспедиции на Марс. После этого воздействия - в том числе, бомбардировки протонами и тяжелыми ионами кислорода и железа - микрочип сумел успешно проанализировать штамм кишечной палочки и прочесть его генетическую последовательность. По словам Карра, микрочип сможет прожить в жестких космических условиях около двух лет - этого достаточно, чтобы достичь Красной планеты и собирать там данные в течение года-полутора. Правда, со временем производительность чипа может быть снижена - появятся ошибки. Какой бы ни была жизнь на Марсе, в прошлом или в настоящем, она должна быть крайне устойчивой к лишениям. Атмосфера Марса в основном состоит из углекислого газа, она в 100 раз менее плотная, чем земная. К тому же на Марсе очень холодно - температура может опускаться до минус 90 по Цельсию. С другой стороны, глубокие недра Марса не сильно отличаются от земных, которые, как известно, просто кишат микробами. Для поисков таких подземных очагов жизни на Марсе и потребуется микрочип для секвенирования ДНК, который сможет выдержать суровые перепады температуры и будет устойчивым к воздействиям космического излучения. Помимо Марса, говорит Кристофер Карр, ДНК секвенсор может потребоваться в таких местах, как спутник Юпитера Европа, где в жидких океанах может таиться жизнь. Еще более перспективен - загадочный Энцелад, спутник Сатурна.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026