Chi moguća komadna fotosinteza. Fotosinteza u komadu, jeftinija potrošnja energije

MOSKVA, opadanje lišća 26 - RIA Novini, Olga Kolentsova. U atmosferi koncentracija ugljičnog dioksida postaje 20,95%, a ugljičnog dioksida - 0,04%. Ovaj razvoj je vođen životnim ciklusima predstavnika flore i faune. Broj biljaka na planeti se brzo mijenja, a količina oslobođenog ugljičnog dioksida se povećava. Stoga su već usvojili nove tehnologije koje bi mogle zaštititi ljude i životinje od uvjeta budućnosti.

Kisen, koji živi sa Svijetom od svog rođenja, dugo je oženjenPraćenje jedne od najnovijih galaksija pokazalo je da je kiselost koja se pojavila u Univerzumu praktična nakon njegovog rođenja, što povećava naše šanse za identifikaciju post-zemaljskog uma i života.

Svetlost igra glavnu ulogu u procesu fotosinteze. Od uspavane produkcije koja stigne na Zemlju, ostaje samo polovina, iz koje se hlorofil može "obraditi". Štaviše, maksimalni intenzitet se nalazi u plavom (oko 400 nanometara) i crvenom (oko 700 nanometara) oblasti spektra.

“Ovaj zeleni pigment nalazi se u listu i miriše na sunčevu svjetlost, a skup enzima i drugih proteina stvara energiju za cijepanje molekula vode na kiselu vodu i elektrone koji kolabiraju iz proteina, učestvuju u stvorenoj energiji , neophodnih za sintezu organskih jedinjenja“, objašnjava Pavlo Feduraev, viši naučni naučnik u Laboratoriji prirodnih antioksidanata na Institutu za žive sisteme Baltičkog federalnog univerziteta. I. Kant.

U tipičnom rasponu spavanja, većina sna se provodi u procesu upale i unutarnjih reakcija. U prosjeku, za fotosintezu, vikorističke biljke sadrže samo 1-2% količine nimfe koja stigne do Zemlje.

© Ilustracija RIA Noviny. Alina Polyanina

© Ilustracija RIA Noviny. Alina Polyanina

Za stvaranje fotosinteze kod ljudi potrebno je ponoviti dva ključna koraka: prikupljanje sunčeve energije i cijepanje molekula vode. Prije nego govorimo, individualna fotosinteza se može koristiti za proizvodnju i kiselog i vodenog. U drugom scenariju, čovječanstvo će biti pouzdano zaštićeno ekološki prihvatljivim, efikasnim i jeftinim spaljivanjem.

Trenutno su istraživanja individualne fotosinteze u fazi laboratorijskog razvoja. Provodnici i žive bakterije smeštene su u fotosintetski biohibridni sistem (komad list), na koji se izliva svetlost puha. Provodnici prikupljaju svoju energiju, stvarajući elektrone, neophodne za odvijanje reakcije između vode i ugljičnog dioksida. Bakterija vikorista koristi elektrone za transformaciju molekula ugljičnog dioksida u otopljenu vodu (H2), metan (CH4) i etanol (C2H5OH). A u isto vrijeme voda oksidira na površini drugog vodiča za vodu, pri čemu se pojavljuje kiselost.

Međutim, cijepanje molekule vode nije tako jednostavno; potrebno je oko dva i po elektron-volta energije. Pa, potreban katalizator je ono što "pokreće" hemijsku reakciju.

Oni koji se bave umjetnom fotosintezom oponašaju prirodni proces bez dobivanja živih organizama. Iza velike ljuske, gdje se odvija razvoj za stvaranje potpuno novog katalizatora, preostale sirovine (na bazi magnezija, titana, kobalta, rutenija) su toksične i imaju nizak koeficijent sumporne kiseline.

Ê razvoj u individualnoj fotosintezi, u kojoj se formiraju živi organizmi (još ne bakterije i, općenito, ćelije). Slično istraživanje zasnovano je na izvučenim informacijama o fotosintezi kod drugih cijanobakterija. Slijed nukleotida je umetnut u genom kako bi se dobile upute za sintezu proteinskih oznaka. Zatim se živi organizmi izvlače zajedno iz oznaka i izolovani fotosistem (bakterije koje obrađuju proteine) se prati. Jasno je da će ove informacije pomoći u stvaranju umjetnih analoga fotosinteze.

, supramolekularna hemija , hlorofil Značaj Proces pretvaranja svetlosne energije u hemikalije iz sintetičkih supramolekularnih sistema nano veličine .
Opis

Za razvoj čovječanstva do 2050. godine potrebno je proizvesti 10 TW čiste energije, koja nije povezana s prisustvom stakleničkih plinova. Najperspektivniji način za izvlačenje “čiste energije” je korištenje solarne energije. Postoje tri glavne metode očvršćavanja nanostruktura za konverziju sunčeve energije: 1) individualna fotosinteza iz zamjenskih donor-akceptorskih supramolekularnih sklopova i klastera; 2) fotokatalitička sinteza vode; 3) solarne baterije na bazi nanostrukturiranih provodnika.

Jednodelni fotosistem za pretvaranje svetlosne energije u hemikalije zahteva, kao što je prirodno, tri glavne komponente - foto antenu, reakcioni centar i sistem za uštedu energije. U prirodnim fotosistemima, parametri ovih komponenti - prostorni, elektronski, kinetički i termodinamički - optimizovani su da bi se postigao maksimalni kvantni prinos. U pojedinačnim fotosistemima, pored visokog kvantnog prinosa, potrebno je postići i veliki dio konverzije svjetlosne energije iz kemikalija. Prilikom formiranja kože ovih komponenti postoje dva glavna nutrijenta: 1) iz bilo koje supstance - hromofora, donora, akceptora - za nastanak je odgovoran smrad; 2) kako sakupiti sve ove govore u jedinstven radni sistem? Zapravo, potrebno je odabrati “alarmne blokove” i smisliti način da ih međusobno povežu.

Ovo je najjednostavnije za jednodijelne foto antene. Kao hromofori se biraju metaloporfirini – tetrapirolni kompleksi metala, kao i njihovi derivati.Najpopularniji porfirini su oni sa jonima metala cinka, magnezija i platine, kao i slobodni porfirini, u kojima je centralni atom metal. Porfiriniujediniti se u jednu fotoantenu koristeći metode supramolekularne hemije, bilo kroz nekovalentne interakcije ili kroz kovalentne veze (slika 1). Promjenjiva prostorna struktura antene i skladištenje porfirina mogu se ostvariti protokom energije antene.

Trenutno stanje problema individualne fotosinteze je takvo da je, u principu, neophodno snabdevanje hranom za sintezu više jedinica fotosistema (fotoantena, reakcioni centar i sistem za uštedu energije) i njihovo povezivanje jednu po jednu. Sada je cilj poboljšati karakteristike ovih sistema, uz očuvanje njihove glavne prednosti u odnosu na prirodne – jednostavnost organizacije.

Napredak u oblasti projektovanja fotosistema po meri obostrano utiče na rad u oblasti molekularne optoelektronike.

• Erjomin Vadim Volodimirovič, doktor fizičko-matematičkih nauka

Posilannya

1. Kamat Prashant V. Izjava Potražnja za čistom energijom: Nanostrukturne arhitekture za solarnu energiju //J. Phys. Chem. Životopis. 111, 2007. – str. 2834-2860.
2. Gust D., Moore T. A., Moore A. L. Oponašanje fotosintetske transdukcije solarne energije // Acc. Chem. Res. - 2001. v. 34 - str. 40-48.
3. Martin N., Sanchez L., Herranz M.A. , Islascas B., Guldi D.M. Elektronska komunikacija u sistemima tetratiafulvalena (TTF)/C60: prema molekularnim materijalima za konverziju solarne energije // Acc. Chem. Res. – 2007, v. 40 - P. 1015-1024.

Ilustracije
Oznake Sekcije Elementi zvučne energije

Enciklopedijski rečnik nanotehnologija - Rusnano. 2010 .

Pitam se šta je to "komadična fotosinteza" u drugim rječnicima:

Fotosinteza komada je test stvaranja prirodnog procesa fotosinteze. Kada se voda i ugljični dioksid unesu u vodu, oni se pretvaraju u molekularnu kiselinu i glukozu. Pored individualne fotosinteze... Wikipedia

Roslina odlazi... Wikipedia

Pojam fotosinteza Engleski termin fotosinteza Sinonimi Skraćenice Povezani pojmovi bakteriohlorofil, individualna fotosinteza, supramolekularna fotohemija, hlorofil Visoko obogaćen zelenim biljkama i drugim bakterijama…

Koristeći najnaprednije procese protoka, postižući inovacije u različitim oblastima moderne tehnologije. Nove tehnologije su tehničke inovacije koje donose progresivne promjene u ovoj oblasti.

Fotoelektrohemijski mediji različitih tipova solarnih baterija su dizajnirani da pretvaraju generisanje svetlosti (uključujući i vidljivu svetlost) u električnu energiju. Sastoji se od fotoanode provodnika i metalne katode, ... Wikipedia

Pojam nanoelectronics Pojam engleski nanoelectronics Sinonimi Skraćenice Vezani pojmovi komad fotosinteza, nanodijamant Važna oblast nauke i tehnologije, povezana sa razvojem arhitekture i tehnologija generacije. Enciklopedijski rečnik nanotehnologija

Pojam supramolekularna fotohemija Engleski termin supramolekularna fotohemija Sinonimi Skraćenice Povezan sa pojmom bakteriohlorofil, individualna fotosinteza, supramolekularna hemija, hlorofil Važan deo fotohemije, koji čaj... Enciklopedijski rečnik nanotehnologija

Pojam supramolekularne hemije Pojam engleske supramolekularne hemije Sinonimi Skraćenice U vezi sa pojmovima biomimetika, van der Waalsova interakcija, vodena veza, hidrofobna interakcija, uzajamnost akceptora donora... Enciklopedijski rečnik nanotehnologija

Pojam hlorofil Engleski termin hlorofil Sinonimi Skraćenice Chl Povezani pojmovi bakteriohlorofil, individualna fotosinteza, klitina, supramolekularna fotohemija, helacija Značajan hlorofil – zeleni pigment biljaka, alge ona... Enciklopedijski rečnik nanotehnologija

Pojam biomimetike Pojam engleske biomimetike Sinonimi bionike Skraćenice Povezani pojmovi: antitelo, bioinženjering, biomimetički nanomaterijali, DNK, veštačka fotosinteza, RNK, supramolekularna hemija Da, tekstilno inženjerstvo je važno... Enciklopedijski rečnik nanotehnologija

Dok su paneli puhova okruženi teorijskim granicama njihove efikasnosti, ovdje postoji mjesto za umjetnu fotosintezu, davno zaboravljenog brata puhovih panela.
Apsolutno je nevjerovatno da ljudi i dalje gore kada je teško sagorijevati, tako da nam solarni paneli više ne mogu obezbijediti struju.

Godine 1912. u Scienceu je objavljen članak u kojem je profesor Giacomo Chamician napisao: „Vugilla prenosi zvučnu energiju čovječanstvu u njenom koncentrisanom obliku, ali vugilla je iscrpljena. Energija iz snova nikada nije iscrpljena - jedino što se može iskoristiti za prevazilaženje sadašnjeg života i civilizacije? A kasnije, ovaj članak dodaje:
„Bohuljenja će biti ovdje; U sredini njih odvijaju se fotohemijski procesi koji su do sada bili tajna biljaka koje su zaštićene, ili koje će ovladati ljudskom industrijom, otkriće se kako ih umesiti da daju još više plodova, prirode, za sada, prirodi se ne žuri, ali čovječanstvu se žuri. Život i civilizacija traju dok sunce ne zasija.”
Klimatske promjene daju novi podsticaj napretku individualne fotosinteze. Roslini roblyat descho korisno: uhvati ugljični dioksid. Većina klimatskih modela, koji nam omogućavaju da ostanemo u granicama Pariza (2 stepena Celzijusa), izvlače veliku količinu bioenergije iz hvatanja i očuvanja ugljika. Ova tehnologija negativnog rasta, kada biljke ispljunu ugljični dioksid, pretvara se u gorivo koje gori, a zatim izgara. Ugalj se hvata i sekvestrira pod zemljom.
Fotosinteza u komadima može biti ugljen-negativan izvor rijetkog goriva za etanol. Ekolozi se najčešće fokusiraju na „privredu vode“ zbog sve većeg problema smanjenja proizvodnje ugljičnog dioksida. Umjesto da zamijenimo cijelu našu infrastrukturu – položenu na čvrsto tlo i rijetko mekanu – jednostavno zamjenjujemo zapaljeni materijal. Goruća voda ili etanol se mogu koristiti za dodatnu energiju za spavanje, kao u individualnoj fotosintezi, tako da možemo nastaviti da ga rijetko koristimo za sagorijevanje sa manjim viškom dodatne tvari. Potpuna elektrifikacija može biti složen proces, a ne samo prelazak s benzina na etanol. Fotosinteza komada se može lako pratiti. A za preostale stene, velike mrvice su smrvljene. Potencijalna ulaganja iz običnih i dobrotvornih fondova izlijevaju se u sunce. Prati se niz različitih fotohemijskih procesa, koji možda već imaju potencijal da budu efikasni, ali neće rasti.
U proljeće 2017. godine, Nacionalna laboratorija Lawrence Berkeley opisala je novi proces kojim se CO2 može pretvoriti u etanol, koji se zatim može pretvoriti u etilen, koji se koristi za proizvodnju polietilenske plastike. Ovo je bila prva demonstracija uspješne konverzije ugljičnog dioksida u ugljični dioksid i plastični prekursor.
Nedavno objavljen rad u časopisu Nature Catalysis raspravljao je o tehnici gdje su fotonaponski paneli povezani na uređaj koji elektrolizuje ugljični dioksid. Zatim anaerobni mikrob pretvara ugljični dioksid i vodu, pretvorene električnom energijom, u butanol.
Otkrili su da je njihov sistem za pretvaranje električne energije u prehrambene proizvode bio skoro 100% efikasan, a solarni sistem je mogao postići efikasnost od 8% u pretvaranju sunčeve svjetlosti u svjetlost. Možda mislite da je ovo mala cifra, ali 20% je čudo za solarne panele koji mogu trenutno transformisati sunčevu svjetlost u električne sisteme; Najproduktivnije biljke, kao što su trska i proso, ne dobijaju više od 6% efikasnosti. U ovom slučaju moguće je uporediti sredstvo za biosagorevanje, koje nije vikorizovano, sa biljkom kukuruza, bioetanolom, fragmenti kukuruza su manje efikasni kada se svetlost kukuruza pretvara u akumuliranu energiju.
Drugi oblici individualne fotosinteze povezani su s vodom i plijesni. Istraživači sa Harvarda nedavno su predstavili suprotnu verziju "bioničkog lista" koji bi mogao pretvoriti energiju snova u vodu. Jedna od njegovih glavnih prednosti je da se njegova efikasnost brzo povećava kada je izložen čistom ugljičnom dioksidu. Pošto ćemo živjeti u budućnosti, u kakvoj veličini će ugljični dioksid morati teći iz atmosfere, sada ćemo imati vrlo gadnu stagnaciju. Iako se ljudima još uvijek ne sviđa ova ideja (termodinamika pobjedničkog elektriciteta za cijepanje vode u vodu i kisney nije uvijek idealna), istraživanja se i dalje provode na temu zagorele hrane za automobile i vode za grijanje, posebno u Japan.
Jedan od problema povezanih sa svakim nastojanjem da se stvori individualna fotosinteza je da što više novca imate u procesu konverzije, to će se više energije potrošiti na to. Upotreba elektrificiranih uređaja s energijom koja vibrira direktno od sunca bit će vrlo efikasna, kao što je shema za transformaciju električne energije i ugljičnog dioksida u vatru, koja zatim sagorijeva za Lenny dijelove električnog ulaza.
Osim toga, sa ekološke i praktične tačke gledišta, proizvodnja milijardi biljaka u komadima može izgledati znatno manje efektivna od sjetve za mnoge dobro odabrane vrste biogoriva. S druge strane, biljke često izvlače dobro tlo, koje se brzo potiskuje pod jakim pritiskom zemlje. Već se sumnjalo na spaljivanje vikoristanove zemlje, koja bi mogla zadovoljiti stanovništvo ako bi porasla. Prednost individualne fotosinteze je da možete imati koristi od toga kako biljke napreduju u pustinjama ili rastu u okeanima.
Kako to često biva, mi crpimo suštinu iz prirode - ali razumijevanje, njegovanje i slikanje predstavlja nam problem.

Fotosinteza je pretvaranje neto energije u hemijsku energiju. Pod ubrizgavanjem elektromagnetnog zračenja i vidljivog spektra, voda i ugljični dioksid se pretvaraju u molekularnu kiselinu i glukozu, pa nastaju voda i kiselina.

Sam Tim je dio fotosinteze, što direktno znači dvije stvari:

• Rekonverzija ugljičnog dioksida iz atmosfere (borba protiv efekta staklene bašte, zagađivača i kao nusproizvoda - topline i drugih zagađivača).
• Dobivanje vode, koja će biti dobar izvor električne energije i topline.

Fotosinteza u komadima postala je moguća u budućnosti zahvaljujući usponu supramolekularnih sistema po komadima nano veličine.

Rekonverzija ugljičnog dioksida

Princip rada individualnog sistema fotosinteze je pretvaranje atmosferskog ugljičnog dioksida u organska jedinjenja uz pomoć svjetlosne energije.

Uklanjanje hemijskih spojeva korišteno je za proizvodnju filamenta, raznih vrsta plastike i farmaceutskih proizvoda. Osim energije sunca, za hemijsku reakciju nisu potrebni dodatni uređaji za vitalnost.

Tehnologija individualne fotosinteze omogućava pretvaranje ugljičnog dioksida u metanol. Inovativni sistem pokreće posebne bakterije i energija sunčeve svjetlosti. Ovo je prilika da omogućimo čovječanstvu da brzo potroši najvažnije vrste energije - ugalj, naftu i prirodni plin.

Tehnologija pretvorbe CO2 u industrijskim razmjerima odgovorna je za promjenu mnogih negativnih ekoloških procesa na planeti. Iza ovoga, mnogi fahivci direktno traže način za borbu protiv globalnog zagrijavanja.

Opcija za ugradnju komadne fotosinteze

Tokom procesa prirodne fotosinteze, listovi, koristeći dodatnu energiju sunca, pretvaraju ugljični dioksid u ugljični dioksid, koji reagira s vodom i formira biomasu biljke. U sistemu individualne fotosinteze, nanožice sa silicijum-dioksidom i titanijum-dioksidom sadrže sunčevu energiju i isporučuju elektrone bakteriji Sporomusa ovata, zbog čega se ugljen-dioksid pretvara i reaguje sa vodom, što dovodi do masakra hemijskih supstanci, uključujući acetate.

Genetski modificirane bakterije Escherichia coli specifično transformiraju acetate i otične kiseline u savitljive organske polimere, koji su "građevni blokovi" za uklanjanje polimera PHO, izoprena i biosklopivog n-butanola. Izdvojeno iz skladišta najšireg asortimana hemijskih proizvoda - od lakova do antibiotika.

Piece sheet

Zahvaljujući naporima engleskog naučnika Juliana Melchiorrija, sintetički list je izrezan na komade, što doprinosi funkcijama fotosinteze. Komad zelenog lista vikoryst hloroplasta, uzet iz originalnih izraslina. Prema tehnologiji, hloroplasti se postavljaju u proteinsko jezgro, tako da su ravnomjerno raspoređeni po cijelom tijelu i ne koaguliraju. Važno je zapamtiti da postoji razvoj vikorista u umovima za proizvodnju kisnua. Jasno je da se sintetičke ploče nalaze u oblasti istraživanja svemira.

Takva simbioza provodnih elemenata sa živim organizmima može postati temelj za dalji razvoj programiranog sistema fotosinteze, koji stvara širok spektar organskih supstanci, kojima nedostaje zvučna energija. Ako postojeći sistem radi ispravno, ljudi mogu stvoriti plastiku i namještaj doslovno od nule.

Energija iz fotosinteze

Kao prirodne transformacije senzualne energije, pojedinačni fotosistemi se sastoje od sljedećih komponenti:

• Hvatanje pospane vibracije,
• Reakcioni centar,
• Sačuvajte akumuliranu energiju.

Najvažniji zadaci u laboratorijama su promicanje QCD individualne fotosinteze. Stoga je važno da se posao svede na traženje optimalnih materijala za stvaranje kože od prezaštićenih blokova tkiva.

Od robotike se očekuje sistem komadne fotosinteze sa visokim CCD i nanoveličinama, blizak sferi stvaranja nanorobota, gde je napajanje jedno od ključnih.

Kompaktne instalacije za izvlačenje energije iz fotosinteze mogu lako zamijeniti solarne baterije i vjetroturbine u kabinama s nultom kompenzacijom, a postoje i izgledi za integraciju u sistem pametnih kabina koji je specijaliziran za energiju, a ne samopouzdanje.