Вчені розробили новий «живий» матеріал. На лівому зображенні зображено “ананас”, надрукований на 3D-принтері, всередині якого ростуть синьо-зелені водорості. На правому зображенні схожий об’єкт, але у формі куба. (Фото: Іфан Цуй та Далія Дрансайке / ETH Zürich)
Вчені зі Швейцарії створили новий «живий» матеріал, що містить синьо-зелені водорості, який одного разу може бути використаний у будинках для боротьби зі зміною клімату, стверджують вони.
Завдяки синьо-зеленим водоростям, або ціанобактеріям, новий матеріал є фотосинтетичним. Це означає, що він здатний хімічно перетворювати вуглекислий газ (CO2), сонячне світло та воду в кисень та цукру, які сприяють зростанню.
У новому дослідженні, опублікованому 23 квітня в журналі Nature Communications, дослідники стверджують, що за наявності певних поживних речовин цей матеріал також може перетворювати CO2 на тверді карбонатні мінерали, такі як вапняк. Згодом ці мінерали утворюють усередині матеріалу міцну решітку, яка зміцнює його та зберігає вуглець у більш стабільній формі, ніж при фотосинтезі.
Вам може сподобатися
-
Високотехнологічна «бульбашкова плівка» Массачусетського технологічного інституту перетворює повітря на безпечну питну воду — навіть у Долині Смерті
-
Вчені перетворюють сечу на матеріал, придатний для медичних імплантатів.
-
Ваші побутові гаджети невдовзі можуть обійтися без батарейок – вчені створили крихітні сонячні елементи, які можуть їсти від світла в приміщенні.
“Цей матеріал здатний зберігати вуглець не тільки в біомасі, а й у формі мінералів – це особлива властивість цих ціанобактерій”, – заявив співавтор дослідження Марк Тібітт, доцент кафедри макромолекулярної інженерії Швейцарської вищої технічної школи (ETH) в Цюріху. “В якості будівельного матеріалу він може в майбутньому допомогти зберігати CO2 безпосередньо в будинках”.
Без здатності зв’язувати вуглець у мінеральній формі новий матеріал був би гнучким та желеподібним. Однак, згідно з дослідженням, завдяки утворенню мінерального скелета з CO2 та поживних речовин, матеріал поступово підвищує свою механічну міцність, що робить його добрим кандидатом для будівництва.
Дослідники припускають, що цей матеріал може бути використаний як покриття на фасадах будівель для безпосереднього видалення CO2 з атмосфери. У ході дослідження матеріал безперервно пов’язував CO2 протягом 400 днів поспіль, накопичуючи приблизно 26 міліграмів CO2 на грам матеріалу у вигляді карбонатних опадів. Ця швидкість є дуже ефективною і значно перевищує показники інших форм біологічного зв’язування CO2, заявили дослідники.
Згодом новий матеріал розвивався, стаючи більш жорстким та зеленим протягом 400-денного періоду дослідження завдяки фотосинтезу та мінералізації.
Все більш яскравий зелений колір матеріалу свідчить, що він накопичує CO2 у формі біомаси. Однак ціанобактерії не можуть розмножуватися дуже швидко, і, згідно з дослідженням, швидкість накопичення вуглецю в бактеріальних клітинах стабілізується приблизно через 30 днів. Це означає, що після закінчення цього терміну накопичення вуглецю у формі біомаси знижується, але не припиняється.
Основою нового матеріалу став гідрогель, придатний для 3D-друку, – гель з високим вмістом води, що складається зі зшитих молекул. Дослідники вибрали пористий гідрогель і виростили в ньому ціанобактерії, забезпечивши достатнє проникнення світла, води та CO2 для досягнення бактерій. Потім вчені протестували різні форми гідрогелю, щоб визначити оптимальну геометрію виживання ціанобактерій.
“Ціанобактерії – одні з найдавніших форм життя у світі”, – заявив співавтор дослідження Іфань Цуй, докторант кафедри макромолекулярної інженерії Швейцарської вищої технічної школи Цюріха. “Вони високоефективні у фотосинтезі і можуть використовувати навіть найслабше світло для виробництва біомаси з CO2 та води”.
Вчені вже впровадили свій матеріал у архітектурні проекти, наприклад, у ці об’єкти, схожі на стволи дерев.
У ході дослідження дослідники занурювали гідрогелі у штучну морську воду, щоб забезпечити необхідні поживні речовини для осадження мінералів. Потрібні подальші дослідження, щоб визначити, як ці поживні речовини, включаючи кальцій і магній, можна було б ввести в матеріал, якби він покривав будинок.
ЗВ’ЯЗАНІ ІСТОРІЇ
-32 дивні способи боротьби зі зміною клімату, які можуть спрацювати
—Питна вода, будівництво острова з нуля та створення міського лісу: три сміливі способи, якими міста вже адаптуються до зміни клімату.
— Лондонське дослідження показує, що простий трюк може знизити температуру в місті на 3,6 градуса за Фаренгейтом.
Тим часом дослідники вигадують різні форми, які б прийняти цей матеріал. На архітектурній виставці у Венеції команда представила свій матеріал у вигляді двох об’єктів, що нагадують стовбури дерев, кожен із яких здатний поглинати до 18 кілограмів CO2 на рік — що рівносильне поглинанню 20-річної сосни, йдеться у заяві.
Дослідники зазначили у своєму дослідженні, що існує можливість генетично модифікувати ціанобактерії, щоб збільшити швидкість їхнього фотосинтезу перед тим, як вбудовувати їх у матеріал.
“Ми розглядаємо наш живий матеріал як низькоенергетичний та екологічно безпечний підхід, який може пов’язувати CO2 з атмосфери та доповнювати існуючі хімічні процеси секвестрації вуглецю”, – сказав Тіббітт.
ТЕМИ фотосинтез вуглекислий газ
Саша ПареНавігація за соціальними посиланнямиШтатний автор
Саша – штатний автор видання Live Science, який працює у Великій Британії. Вона має ступінь бакалавра біології Саутгемптонського університету в Англії та ступінь магістра наукової комунікації Імперського коледжу Лондона. Її роботи публікувалися в The Guardian та на сайті про здоров’я Zoe. Крім письменства, вона любить грати в теніс, пекти хліб і блукати комісійними магазинами в пошуках чогось цікавого.
Перед коментуванням необхідно підтвердити своє публічно відображене ім’я.
Будь ласка, вийдіть із системи та увійдіть знову. Потім вам буде запропоновано ввести ім’я, що відображається.
Вийти Читати далі
Високотехнологічна «бульбашкова плівка» Массачусетського технологічного інституту перетворює повітря на безпечну питну воду — навіть у Долині Смерті
Вчені перетворюють сечу на матеріал, придатний для медичних імплантатів.
Ваші побутові гаджети невдовзі можуть обійтися без батарейок – вчені створили крихітні сонячні елементи, які можуть їсти від світла в приміщенні.
Вчені перетворюють «вічні хімікати» у воді на фторид за допомогою нового процесу
Озеленення Червоної планети? Настав час серйозно зайнятися тераформінгом Марса, кажуть вчені.
Накриття відстійників для відходів брезентом може скоротити викиди метану на молочних фермах на 80% Останні новини в галузі інженерії
Секретний космічний літак X37-B зазнає квантової навігаційної системи — вчені сподіваються, що одного разу вона замінить GPS
Китай побудував рекордну плаваючу вітряну турбіну – вона може змінити вигляд відновлюваної енергетики
З Нью-Йорка до Лос-Анджелеса за 3 години? Указ президента може зробити це можливим до 2027 року, знову відчинивши двері для комерційних надзвукових польотів.
Чи зможемо ми колись побудувати трансатлантичний тунель?
Високотехнологічна «бульбашкова плівка» Массачусетського технологічного інституту перетворює повітря на безпечну питну воду — навіть у Долині Смерті
Китай розробив найбільший у світі носій безпілотників і він готується до запуску. Останні новини
«Міні-мозки» розкривають секрети формування ключових клітин мозку в утробі матері
Дослідження показало, що таємничий череп із грецької печери віком 300 000 років не належав ні людині, ні неандертальцю
Телескоп Джеймса Вебба зафіксував найяскравіший з колись зареєстрованих FRB-сплесків
“У нас ніколи не було конкретних доказів”: археологи виявили християнський хрест в Абу-Дабі, довівши, що на місці 1400-річного поселення був монастир
Якби «роботи для вагітних» були реальністю, чи ви б ними скористалися?
Синоптики передбачають умови Ла-Нінья цієї осені: чого чекати ОСТАННІ СТАТТІ
1Нова місія до Плутона може розкрити прихований океан карликової планети — якщо «королева підземного світу» зможе політати
Журнал Live Science входить до складу Future US Inc., міжнародної медіагрупи та провідного цифрового видавця. Завітайте на наш корпоративний сайт.
- Про нас
- передзвоніть експертам Future
- Умови та положення
- Політика конфіденційності
- Політика використання файлів cookie
- Заява про доступність
- Рекламуйте у нас
- Веб-сповіщення
- Кар’єра
- Редакційні стандарти
- Як уявити нам історію
© Future US, Inc. Повний 7 поверх, 130 West 42nd Street, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк 10036.
var dfp_config = { “site_platform”: “vanilla”, “keywords”: “type-news-daily,serversidehawk,videoarticle,van-enable-adviser-
Sourse: www.livescience.com