Mikroskopik Fabrika: Quyosh Yorug'ligidan Vodород Peroksidgacha

Nima qurishdi?

Kichkina, ko'z bilan ko'rib bo'lmaydigan sharcha. Uning po'sti — mantar细心arning toshlarga yopishish usulidan ilhomlangan moddadan yasalgan. Ichida esa — olimlar "nanoreaktor" deb ataydigan narsa bor. Oddiy qilib aytganda, bu — tabiatdan o'rgangan kichkina kimyoviy zavod.

Dalian Kimyoviy Fizika Instituti professori Li Can boshchiligidagi guruh o'z natijalarini Journal of the American Chemical Society jurnalida e'lon qildi. Buni aytish kerak — bu haqiqatan ham qiziqarli ish.

Hujayrani Qayta Yaratish Orzusi

Tabiiy hujayrlarni tasavvur qiling: bir dona hujayra ichida minglab reaksiyalar bir vaqtning o'zida sodir bo'ladi. Aniq vaqtda, aniq joyda — laboratoriyalarimiz ham shunga yaqin natijaga erishishga tirishadi.

Bu qanday ishlaydi? Hamma narsa kichik bo'linmalarda tashkil etilgan. Molekulalar kerakli joyga o'z vaqtida yetib boradi.

Olimlar yillardan beri shunga o'xshash tizimni sun'iy materiallarda yaratishga harakat qilmoqda. Sababi oddiy: agar hujayra singari ishlaydigan sun'iy tizim yaratsek, kimyoni ko'proq samarador qilish mumkin. Masalan, quyosh nuri bilan foydali kimyoviy moddalar olish — bu ham mumkin bo'lishi mumkin.

Nanoreaktorning Ikki Quloq

Mualliflar o'z yaratmasiga ikkita muhim xususiyat berishgan.

Birinchi xususiyat: proton relе ойи. Nanoreaktor po'stida maxsus kimyoviy juftlik bor. U protonlarni (musbat zaryadli zarralarni) ushlab turadi va qo'yib yuboradi — bu jarayon doimiy takrorlanadi. Molekulyar avtobusga o'xshaydi — protonlarni tez yetkazadi, reaksiyalarni tezlashtiradi. Tabiatda ham shunga o'xshash tizimlar bor, endi olimlar sun'iy versiyasini yaratdi.

Ikkinchi xususiyat: bo'limlarga ajratish. Nanoreaktor ichi bo'sh. Po'sti esa g'ovak — mayda tuynuklar bilan. Natijada molekulalar yig'ilib, reaksiyaga kirishadigan maxsus joy paydo bo'ladi. Hujayradagi organellalar singari — har bir jarayon o'z joyida, alohida.

Vodород Peroksid Ishlab Chiqarish

Endi eng muhimi: bu nanoreaktor nima qiladi?

Vodород peroksid ishlab chiqaradi — shu oqsilni hammomda qora flakonchada saqlaysiz. Lekin bu modda aslida juda foydali: qog'oz oqlash, suv tozalash, dezinfektsiya qilish uchun ishlatiladi.

Muammosi shundaki, odatda uni ishlab chiqarish qimmat va ko'p energiya talab qiladi.

Bu nanoreaktor? Faqat quyosh nuridan va suvdan vodород peroksid hosil qiladi. Neft yoqilmaydi, katta energiya sarflanmaydi — faqat quyosh ishlaydi.

Raqamlar ham yaxshi: ko'rinadigan yorug'lik ostida tizim soatiga har bir gramm uchun 3.24 millimol vodород peroksid ishlab chiqaradi. Quyosh energiyasini kimyoviy energiyaga aylantirish samaradorligi 1.2% ni tashkil etadi. Kichik sonlar tuyulishi mumkin, lekin bunday fotokatalitik tizimlar uchun bu yaxshi natija.

Amaliyotga Yaqin

Bu tadqiqotni yana bir jihatdan yoqtirdim: olimlar faqat laboratoriyada ishlaydigan narsa yaratish bilan cheklanmagan. Ular nanoreaktorlarni natriy alginat gidrogeliiga joylashtirdilar — bu atrof-muhit uchun xavfsiz, jele kabi material.

Shunda tizim qattiq, qayta ishlatiladigan fotokatalizatorga aylandi. U tabiiy quyosh nuridan foydalanib vodород peroksid ishlab chiara oladi. Bu — kelajakda sanoat uchun yoki suvlarni tozalash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan narsa.

Xulosa

Professor Li Can aytganidek, bu ish "sun'iy fotosintez, energiya katalizi va sintetik kimyo sohasida yangi imkoniyatlar ochadi".

Va bu haqda juda ham to'g'ri aytgan.

Ertaga bunday nanoreaktorlar bilan vodород peroksid zavodlari paydo bo'ladi, deb kutmayapman. Lekin bu tadqiqot — tabiat singari samarali, barqaror va aniq ishlaydigan sun'iy tizimlar yaratish yo'lida muhim qadam.

Ba'zan eng qiziqarli fan — tabiatni almashtirish emas, undan o'rganishdir. Bu holatda olimlar biologiya kitobidan ikkita sahifa o'qib, rostdan ham yangi narsa yaratishdi.

Qiziqarli, to'g'rimi? Mikroskopik fabrikalar yaratish, ularning hujayra singari ishlashi, quyosh nuridan foydali moddalar olish — bu kelajakda yashayotganimizni his qildiradi.