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

تاثیر ویتامین D بر توقف رشد سلول‌های سرطانی روده

ارتباط موثر؛ اولین قدم برای مراقبت از بیماران هموفیلی

طبقه متوسط در حال محو شدن است!

آمارهای «باروری نکاحی» و «بیکاری» دهه شصت و هفتادی‌ها

ساخت اولین ژنوم باکتریایی با استفاده از کامپیوتر

تکمیل پازل یک باتلاق

فرصت از دست رفته آمریکا در کمک‌رسانی به سیل‌زدگان ایرانی

تماس با طبیعت موجب کاهش سطح هورمون استرس می‌شود

دستکاری آب‌وهوا؛ آیا بارندگی‌های اخیر ایران عمدی است؟

تولید ابرگیاهان باکمک دانش نانو مواد

تلاش موسسات مردمی در کاهش آسیب های اجتماعی

بیماری «ارتفاع» چیست و چگونه درمان می‌شود؟

هرآنچه باید درمورد سقوط هواپیماهای بوئینگ 737 مکس بدانید

تایید بی‌خطر بودن قرص مردانه پیشگیری از بارداری

مغز نوزاد خود را قربانی آرامش نکنید

بازیابی بینایی در بیماران مبتلا به سکته مغزی

قبای آیینی کهن بر تن متکدیان!

خوشی و ناخوشی های چهارشنبه آخر سال

بی‌وزنی بر نحوه تصمیم‌گیری فضانوردان تأثیر می‌گذارد؟

دوازده فایده و زیان موادغذایی تراریخته را بشناسید

روند افزایش دما در قطب شمال از کنترل خارج شده است

دانشمندان با نور و صدا، پلاک‌های مرتبط با بیماری آلزایمر را پاک کردند

داستان برند نستله؛ بزرگ‌ترین شرکت صنایع غذایی جهان

تشریح نحوه‌ی تاثیر امواج بر بدن انسان به تفکیک مضر یا غیر مضر

فواید مواد خوراکی حاوی پتاسیم بر سیستم عصبی و قدرت عضلات

ظرفیت حمل‌ونقل ریلی کشور به کمک فناوری افزایش می‌یابد

جوانان بی‌تجربه یا کهنه‌کاران باتجربه؟

از بیماری تا "توهم" بیماری

این پیامک‌ها را با دقت بیش‌تری بخوانید

چهارشنبه سوری از اصالت تا بدعت

آسیب به جنین از بدو شکل‌گیری بر اثر قرار گرفتن در معرض دود سیگار

فوائد مصرف روزانه سه عدد خرما برای سلامت

خواص ضدسرطانی گیاهی فراوان ولی ناشناخته

چطور می‌توان در دنیایی ناامیدکننده، شاد بود؟

مصرف غذاهای ارگانیک و کاهش خطر ابتلا به سرطان

ورزش روزانه از بروز سنگ کلیه جلوگیری می کند

زنان در خانواده فقر را بیشتر از سایر اعضا درک می کنند

ماهی‌های قرمز در قفس‌های بلورین

وقتی سرمای شدید و سوزان دریاچه‌ی بالاتون را به سرزمین یخی تبدیل می‌کند

درمان آلزایمر، دیابت و کلسترول در دست پژوهشگران ایرانی

اگر فیسبوک نباشد چه اتفاقی می‌افتد

استفاده از حیوانات اصلاح ژنتیکی‌شده برای کاهش فقر در آفریقا

آیا رژیم غذایی وگان برای حفظ سلامت قلب بهتر است؟

آیا کم‌خوابی منجر به افزایش دردهای بدن می‌شود؟

ایران ایر از کجا و چگونه شکل گرفت؟

تأثیر مخرب ترس از پشیمانی روی زندگی

احتمال پیش‌بینی نجات بیماران مبتلا به سرطان تخمدان با هوش مصنوعی

برنامه‌ریزی مجدد سلول‌های انسانی برای تولید انسولین

پیشگیری از افسردگی گاهی اوقات ممکن است

چگونه استونی جای پای خود را در عرصه‌ تولید علم محکم کرد