Jauna pašārstēšanās, oglekļa negatīvs materiāls varētu palīdzēt cīnīties pret klimata pārmaiņām

Bioloģija bieži vien ir galvenais dizaina iedvesmas avots. Pavisam nesen MIT inženieri varēja izņemt lapu no dabas stila, lai izveidotu materiālu, kas ir pašsajūtīgs un oglekļa-negatīvs. Tas ir apsveicams jauns līdzeklis cīņā pret klimata pārmaiņām, un kādu dienu tā varētu aizstāt lielas emisijas, piemēram, betonu, ar daudz zemākas uzturēšanas un videi draudzīgu alternatīvu.

Jaunajā pētījumā, kas publicēts 2007. T Uzlabotie materiāli, ķīmijas inženieri parādīja, kā veidot materiālu, kas spēj no gaisa sasildīt klimata sasilšanas oglekļa dioksīdu un pēc tam to izmantot augšanai un remontam. Pētījumā, kuru vadīja profesors Maikls Strano MIT, tiek pārtraukti šķēršļi materiālzinātnes jomā ar lētu, vienkārši ražojamu, labojošu polimēru, kam nepieciešams minimāls materiāls.

"Mūsu materiālam nav nekas cits kā atmosfēras oglekļa dioksīds un apkārtējā gaisma, kas ir visuresoša," līdzautore Seonyeong Kwak skaidro: Apgrieztā e-pastā.

Pašārstējošās īpašības bieži vien ir dramatiskas brīnumi, kas rezervēti dzīvnieku pasaulei, piemēram, gekoss, kas aug muguras astes un jūras zvaigzne, kas aug atpakaļ veselām ekstremitātēm (vai vēl tuksnesim, ekstremitātēm, kas aug atpakaļ visu ķermeni). Cilvēce ir piedzīvojusi atjaunošanos, spējot veidot mīkstus robotus, kas var paši labot un pašizārstējošu telefona pārklājumu, lai izbeigtu satricinātu ekrānu murgu. Taču iepriekšējās metodes bieži prasa ārēju ievadi, piemēram, UV gaismu, apsildi vai ķīmisku apstrādi. Šis jaunais polimērs ir daudz mazāks apkopes līmenis, un tam ir viegli pieejams, bagātīgs enerģijas avots: oglekļa dioksīds.

Oglekļa ēšanas hloroplasti ir atslēga

“Iedomājieties sintētisku materiālu, kas varētu augt kā koki, oglekļa dioksīda uztveršanu un iekļaušanu materiāla mugurkauls,” Strano preses relīzē skaidro.

Strano komanda, izmantojot hloroplastus, kas ir augu daļa, kas novāc un pārveido gaismu enerģijā, to darīja iespējamu.

Hidrogēlā suspendēts ir polimērs, ko sauc par aminopropilmetakrilamīdu (APMA), stabilizētiem hloroplastiem, kas izņemti no spinātiem, un fermentu, ko sauc par glikozes oksidāzi (GOx). Saules gaismas iedarbībā hloroplasts rada glikozi. Tad GOx enzīms sākas, pagriežot glikozi par glikonolaktonu (GL), kas reaģē ar APMA, lai nāktu pilnā apļa lokā, radot paša materiāla, kas veido pats hidrogēlu, glikozi saturošo polimetakrilamīdu (GPMAA). Pētnieki var burtiski redzēt, ka materiāls kļūst par cietu šķidrumu.

Lai gan tie ir svarīgākie polimēriem un pievilcīgi to pārpilnības dēļ, arī kloroplasti iesniedza sarežģītus dizaina jautājumus. Kā bioloģiskās sastāvdaļas, hloroplasti netiek motivēti darboties, kad tie ir atdalīti no savām augu mājām - pēc izņemšanas to fotosintēzes spējas ilgst tikai dažas stundas līdz dienai. Šobrīd ķīmiski apstrādājot hloroplastus, palielinājās stabilitāte un glikozes ražošana, bet pētnieki cer pāriet uz bioloģisku alternatīvu.

Pašattīstība ilgtspējībai

Pieaugot nepieciešamībai attīstīt ilgtspējīgākas dzīves metodes, polimērs sola palīdzēt atiestatīt domāšanu par apkārtējās vides saglabāšanu.

„Mūsu darbs rāda, ka oglekļa dioksīdam nav jābūt tikai apgrūtinājumam un izmaksām,” stāsta Strano. „Tas ir arī iespēja šajā ziņā. Visur ir ogleklis. Mēs veidojam pasauli ar oglekli. Cilvēki ir izgatavoti no oglekļa. Padarot materiālu, kas var piekļūt bagātīgajai oglekļa dioksīdam, mums ir ievērojama iespēja materiālu zinātnei. Šādā veidā mūsu darbs ir par tādu materiālu izgatavošanu, kas nav ne tikai oglekļa neitrāls, bet oglekļa negatīvs. ”

Materiāls nav pietiekami spēcīgs liela mēroga būvniecībai, bet īstermiņa lietojumprogrammas, piemēram, plaisu vai pašārstējošu pārklājumu, var realizēt tikai 1-2 gados.

„Materiālzinātne nekad nav tāda veida radījusi,” stāstīja Strano MIT News. „Šie materiāli atdarina dažus dzīves aspektus, pat ja tie nav reproducēti.”