راه ترقی

آخرين مطالب

استفاده از برگ‌های مصنوعی در محیط بیرون از آزمایشگاه مقالات

استفاده از برگ‌های مصنوعی در محیط بیرون از آزمایشگاه

  بزرگنمايي:

راه ترقی - برگ‌های مصنوعی تاکنون تنها در محیط آزمایشگاه استفاده می‌شدند، اما اکنون با راهکار پیشنهادی توسط گروهی پژوهشی می‌توان از آن‌ها در محیط بیرون استفاده کرد.

برگ‌های مصنوعی فتوسنتز (پروسه‌ای که در آن گیاهان از آب و کربن‌دی‌اکسید موجود در هوا برای تولید کربوهیدرات با گرفتن انرژی از نور خورشید، استفاده می‌کنند) را تقلید می‌کنند که باعث کاهش کربن‌دی‌اکسید موجود در جو می‌شود. البته این عمل تنها در آزمایشگاه انجام می‌شود؛ زیرا آن‌ها از کربن‌دی‌اکسید خالص و تحت فشار موجود در مخازن استفاده می‌کنند. اما اکنون، پژوهشگران دانشگاه ایلینویز در شیکاگو راهکاری طراحی‌شده را پیشنهاد کردند که با استفاده از آن می‌توان برگ‌های مصنوعی را از آزمایشگاه بیرون آورد و به محیط بیرون برد. برگ بهبودداده‌شده توسط این گروه که از کربن‌دی‌اکسید (یک گاز گلخانه‌ای قوی) گرفته‌شده از هوا استفاده می‌کند، حداقل 10 برابر در تبدیل کربن‌دی‌اکسید به سوخت بهتر از برگ‌های طبیعی عمل خواهد کرد. یافته‌های این گروه در مقاله‌ای در ژورنال ACS Sustainable Chemistry & Engineering منتشر شده است. مینش سینگ، استادیار دپارتمان مهندسی شیمی در کالج مهندسی دانشگاه ایلینویز و نویسنده مسئول مقاله منتشرشده در ژورنال یادشده در این‌باره گفت: تاکنون، همه‌ی طراحی‌هایی که برای برگ‌های مصنوعی در آزمایشگاه آزمایش انجام شده، از کربن‌دی‌اکسید موجود در مخازن فشرده‌شده استفاده کرده‌اند. برای پیاده‌سازی موفق در دنیای واقعی، این دستگاه‌ها باید قادر به جذب دی‌اکسیدکربن از منابع رقیق‎تری مانند هوا و گازهای دودکشی (گازهای ناشی از سوخت زغال سنگ در نیروگاه‌ها) باشند. مقاله‌های مرتبط:
اولین برگ مصنوعی ساخت بشر با قابلیت فوتوسنتز می‌تواند اکسیژن مورد نیاز فضانواردان را تولید کند
سینگ و همکارش آدیتیا پراجپات، یک دانشجوی تحصیلات تکمیلی در آزمایشگاه سینگ، برای حل این مشکل راه‌حلی پیشنهاد دادند که در آن یک برگ مصنوعی سنتی در یک کپسول شفاف ساخته‌شده از یک غشای نیمه‌نفوذپذیر رزین آمونیوم چهارتایی که با آب پرشده است، بسته‌بندی می‌شود. این غشا به آب اجازه می‌دهد که با نور خورشید از داخل به خارج تبخیر شود. همان‌طور که آب ازطریق غشا عبور می‌کند، به‌طور انتخابی کربن‌دی‌اکسید هوا را به داخل می‌کشد. واحد فتوسنتز مصنوعی داخل کپسول از یک جذب‌کننده‌ی نور با پوشش کاتالیزور تشکیل شده است که کربن‌دی‌اکسید را به کربن‌مونوکسید که می‌تواند به‌عنوان پایه‌ای برای ایجاد سوخت‌های مصنوعی مختلف مورد استفاده قرار گیرد، تبدیل می‌کند. اکسیژن تولید می‌شود و می‌تواند به محیط اطراف منتقل شود یا جمع شود. سینگ گفت: با قرار دادن فناوری برگ مصنوعی سنتی در این غشای مخصوص، کل این واحد قادر به عملکرد مانند یک برگ طبیعی در خارج از آزمایشگاه خواهد بود.
یک برگ مصنوعی الهام گرفته شده از زیست‌ برگ طبیعی. کربن‌دی‌اکسید (توپ‌های قرمز و مشکی ) همان‌طور که آب (توپ‌های سفید و قرمز) از انتهای برگ تبخیر می‌شود، وارد برگ می‌شود. یک سیستم فتوسنتز مصنوعی (دایره بنفش در مرکز برگ) از یک جذب‌کننده‌ی نور که با کاتالیزورها پوشش داده شده است که می‌تواند با استفاده از نور خورشید کربن‌دی‌اکسید را به کربن مونوکسید(توپ‌های قرمز دوتایی) تبدیل کند. طبق محاسبات آن‌ها، 360 برگ که هرکدام 1/7 متر طول و 0/2 متر پهنا دارند، حدود نیم تن کربن مونوکسید در هر روز تولید خواهند کرد که می‌تواند به‌عنوان پایه برای ایجاد سوخت‌های مصنوعی استفاده شود. این تعداد برگ محیطی به‌ ساخت 500 مترمربع را پوشش می‌دهد که می‌تواند سطح کربن‌دی‌اکسید را در شعاع 100 متری به میزان 10درصد در یک روز کاهش دهد. سینگ در این‌باره گفت: طراحی مفهومی ما از مواد و فناوری‌هایی که به‌آسانی در دسترس هستند، استفاده می‌کند که وقتی با هم ترکیب شوند برگ مصنوعی را تولید می‌کنند که قادر است در محیط بیرون از آزمایشگاه مستقر شود، جایی که می‌تواند نقش مهمی را در کاهش گازهای گلخانه‌ای موجود در جو داشته باشد. این آزمایش در آزمایشگاه مواد و سیستم‌های مهندسی دانشگاه ایلینویز انجام شده است. دپارتمان مهندسی شیمی حمایت مالی انجام این پژوهش را به عهده داشت. بخشی از بودجه این پژوهش نیز توسط جایزه پژوهشی تحصیلات تکمیلی این دانشگاه تأمین شد.





نظرات شما

ارسال دیدگاه

Protected by FormShield

ساير مطالب

چرا هواپیما هنگام فرود دچار ضربه می‌شود؟

برجام در کانون توجه نشست سران و وزرای امور خارجه اتحادیه اروپا

چند توصیه برای پیشگیری از نیش حشرات در فصل گرما

ترجمه گریه کودکان با کمک هوش مصنوعی

نقش بیمه در تضامین و حمایت از سرمایه گذاری داخلی

جشنواره های بومی محلی؛ فرصتی برای فراغت های هیجان انگیز

دلایل "واپس زدگی" ازدواج در جوانان

بایدها و نبایدهای مقابله با ریزش مو

ارتباط کمبود ریزمغذی‌ها با افت کیفیت خواب

استفاده از ژن‌های پرش‌کننده برای اصلاح اشتباهات ژنتیکی ژنوم

اخترزیست‌شناسی: حیات فراتر از زمین

وسعت آلودگی پلاستیکی اعماق اقیانوس‌ها فراتر از تصور است

موفقیتی بی‌سابقه در ویرایش مستقیم ژن‌های سلول‌های بنیادی

ارتباط اختلالات متابولیکی با الگوی نامنظم خواب

دانشمندان راهی برای نجات گربه شرودینگر یافته‌اند

3 توصیه مهم برای سلامت قلب زنان

انتخاب رهبر برای ارکستر ملی، مسکن یا درمان

ساخت قرنیه مصنوعی با کمک فناوری چاپ 3 بعدی

مخاطره برجام و فرار طرف های مقابل از اجرای تعهد

درون ذهن شکارچی:‌ چه کسی دوست دارد یک شیر را به قتل برساند؟

احیای سلول‌های آسیب‌دیده قلب به‌کمک سلول‌های بنیادی جفت

عادت‌هایی که به استخوان‌ها آسیب می‌زنند

ای ‌پس ازسوء القضا حسن القضا

دانشمندان به چگونگی ویرایش خاطرات نزدیک‌تر شده‌اند

دو عارضه مهم کمبود "یُد" / علایم کم‌کاری و پرکاری تیروئید

نقش چای در کاهش خطر سکته مغزی

ثواب صله رحم در قاب احادیث

روزگار سپری شده سحرخوانی

خاطرات حین خواب از طریق امواج مغزی تقویت می‌شوند

تشریح بزرگ‌ترین برنامه کنترل جمعیت تاریخ ایران

چرایی افزایش حشرات در استان تهران؛ از پروانه‌ها تا ملخ‌ها

قابلیت تکامل سلول‌های نابالغ به سلول‌های بنیادی

معرفی کتاب شیوه گرگ اثر جردن بلفورت

انقلاب علمی چین؛ بخش دوم: تحول آینده پاکستان و سریلانکا

فعالین سیاسی برای پیروزی در جنگ امید چه می گویند

لغو امتیاز تنباکو؛ ضربه سهمگین بر پیکره استعمار

ابداع روشی متفاوت برای نمک‌زدایی آب

تماشا کنید: رویای ثروتمندترین مرد جهان برای تسخیر فضا

موفقیت پژوهشگران در تولید انرژی برق از آسمان شب

هنگام اتصال به وای فای عمومی چه نکته‌هایی باید رعایت شود؟

هرآنچه باید در مورد هویت برند بدانید

گزارش مهم سازمان ملل: یک میلیون گونه جانوری در آستانه انقراض هستند

ایران و آمریکا در مقابل امتحانی سخت

سفر به زهره؛ داغ‌ترین سیاره منظومه شمسی

چگونه برندها مشهور می‌شوند؟

کشف جهش ژنتیکی جدیدی که موجب کاهش ترس و اضطراب می‌شود

سمپاشی علیه ملخ ها ، خوب یا بد

عواقب حذف سپرهای امنیتی برای کاربران

پیش‌بینی زمان مرگ با حس بویایی

ایمن سازی زنان معتاد با سرنگ حمایت های اجتماعی