Зеленое топливо - кроваво-красный
Ни одна лаборатория в мире не может имитировать то, что делает каждое балконное растение: преобразование энергии солнечного света в запасы энергии для личного использования. Теперь говорят, что красная альтернатива имитирует процесс, связанный с зеленым хлорофиллом, а получение света с помощью крови - это многообещающий путь к чистой энергии.
Кровь также является особым соком для исследовательской группы, возглавляемой Стивеном Карри из Имперского колледжа Лондона, Эйшуном Цучидой из Университета Васэда в Токио и его коллегой Теруюки Комацу, но по причинам, которые не совсем повседневны. На самом деле, были только базовые исследования химии его ингредиентов. Но Komatsu поддалась заманчивой идее использовать его для создания светоемкого источника энергии. Трансильванское видение будущего, не более того? Реальная перспектива, по мнению ученых из Великобритании, Японии и Китая: они использовали белки альбумин и порфирин для создания молекулярного комплекса, который улавливает световую энергию и использует ее для кражи водорода из воды.
Эти два белка в больших количествах циркулируют по нашим венам и выполняют важные задачи. Альбумин подобен молекулярной губке: он регулирует водный баланс в кровеносных сосудах и транспортирует нерастворимые в воде вещества через кровообращение. Порфирин, с другой стороны, обычно переносит кислород через наши сосуды.
Комацу пришла в голову идея реконструировать порфирин, несущий кислород, чтобы он подходил им. Для этого исследователи сначала заменили типичный атом железа в сердцевине молекулы, придающий ей гладкий красный цвет, атомом цинка, тем самым перевернув ее химический характер с ног на голову. Как будто этого было недостаточно, они добавили к преобразованному переносчику слегка химически модифицированный альбумин.
Ваше радикально настроенное кислородное такси демонстрирует таланты, предсказанные Komatsu: активируемый светом молекулярный комплекс восстанавливает H из H2O в элементарный водород, молниеносно ускользающий из микстура. Ионы гидроксида остаются. Группа альбумина и порфирина работает как главари банды реагентов: она черпает энергию из света, чтобы вырвать электрон из соседнего дополнительного, «TEOA» (триэтаноламин). Это немедленно передается посреднику, «МВ2+» (метилвиологам), который, наконец, выделяет водород из воды: Над смесью - при достаточном освещении - постоянно растет H2. создал -пузырь. Таким образом, альтернатива красной энергии заменяет как солнечный элемент, так и аппарат электролиза, который производит «оксиводородную» смесь водорода и кислорода, пищу для топливного элемента, используя электричество в обычном процессе.
Идея подобных методов не нова. Однако до сих пор в качестве реагентов использовались только гигантские молекулы, которые было трудно произвести, и они были непригодны даже через несколько минут и, следовательно, не подходили для получения энергии. Альянс двух молекул крови альбумина и порфирина, с другой стороны, усердно производил желанный водород в течение нескольких часов в лаборатории - и, таким образом, открывает новые перспективы для исследований в области возобновляемых источников энергии. Однако смесь необходимо регулярно обновлять новым ТЭОА. Также через некоторое время свет разрушает порфирин.
Для Стивена Карри светожадный компонент крови является примером огромного потенциала, который природные вещества могут высвобождать посредством небольших манипуляций: «Очень интересно, что мы можем использовать биологические структуры для захвата солнечной энергии и использования ее для производства водород. Остается также вопрос о том, необходимо ли постоянное кровопускание человека для покрытия энергообеспечения белком крови. Уверяю вас: необходимые молекулы альбумина и порфирина уже можно получить без крови человека. Для производства альбумина последовательности генов для его производства имплантируют в микроорганизмы, аналогично производству препаратов для свертывания крови. Порфирин, с другой стороны, на самом деле извлекается из крови, хотя и крупного рогатого скота.
Конечно, по мнению Карри, производство белков должно стать дешевле, а срок жизни порфиринов - увеличиться. «Однако в долгосрочной перспективе эти синтетические молекулы могут проложить путь к более экологически чистому производству водорода, который обеспечивает экологически чистое топливо». Но тогда это была бы кровь крупного рогатого скота в обмен на нефть, что может не понравиться некоторым сторонникам возобновляемых источников энергии.