Znajdź zawartość

Uważamy, że w naszym zasięgu są wysokowydajne wytrzymałe ogniwa fotowoltaiczne z perowskitu i krzemu, stwierdzili badacze z saudyjskiego Uniwersytetu Nauki i Technologii Króla Abdullaha, którzy poddali takie ogniwa najtrudniejszym z dotychczasowych testów wytrzymałościowych. Ogniwa, pracujące przez rok w najbardziej wymagających warunkach, zachowały 80% ze swojej pierwotnej wydajności. Perowskity mogą być przyszłością energetyki opartej świetle słonecznym. Są tańsze niż krzem, a niedawno stworzono perowskitowe ogniwa słoneczne o wydajności 31%. Teoretyczna maksymalna wydajność ogniw perowskitowych to 40%, podczas gdy ogniw krzemowych to około 29% i jesteśmy już bardzo blisko tej granicy. Jakby tego było mało, niedawno zaprezentowano metodę znacznego zwiększenia wydajności ogniw perowskitowych. Jednak ogniwa takie mają bardzo poważną wadę, ich wydajność znacznie spada pod wpływem temperatury, światła i wilgotności. Profesorowie Stefaan De Wolf z KAUST i Michele De Bastiani z Università di Pavia zbudowali ogniwa z perowskitów i krzemu, które zostały zamknięte w dwóch warstwach poliuretanu i dwóch warstwach szkła. Ogniwa takie zostały umieszczone na wybrzeżu Morza Czerwonego, gdzie mamy do czynienia z gorącym, wilgotnym klimatem i bardzo silnie operującym słońcem. To jedne z najtrudniejszych warunków dla fotowoltaiki. Ogniwa pracowały tam przez ponad rok, a co 10 minut, pomiędzy godziną 6 a 18 prowadzono testy przepływu prądu i napięcia. Naukowcy stwierdzili, że największy wpływ na wydajność ogniw miała ich degradacja perowskitu pod wpływem światła i temperatury. Również wpływ pustynnego pyłu był zaskakująco duży. To znany problem dla instalacji fotowoltaicznych, szczególnie w warunkach pustynnych. Nie spodziewaliśmy się jednak, że wpływ pyłu nie był taki sam dla wszystkich długości fali, mówi De Bastiani. To zaś powodowało różną pracę poszczególnych ogniw, co obniżało sprawność całej instalacji. Bardzo dobrą wiadomością był zaś fakt, że po testach w tak ciężkich panele zachowały ponad 80% ze swojej początkowej sprawności wynoszącej 21,6%. Dlatego też autorzy badań są pełni optymizmu i uważają, że niedługo uda się stworzyć jeszcze bardziej wytrzymałe wysokowydajne ogniwa z perowskitów i krzemu. « powrót do artykułu

Dowody są jasne: natura ma problemy. A to znaczy, że i my mamy problemy, mówi Sandra Diaz, współprzewodnicząca Global Assessment Report on Biodiversity and Ecosystem Services. Dzisiaj w Paryżu ujawniono 40-stronicowe podsumowanie raportu na temat stanu całego ekosystemu Ziemi. Pełny raport będzie liczył prawdopodobnie ponad 1500 stron. To pierwszy od 15 lat zbiorczy raport na temat stanu ziemskiej przyrody. Powstał on na podstawie około 15 000 prac naukowych. Zespół redakcyjny liczył 145 ekspertów z 50 krajów. Jest pierwszym raportem, w którym obok wiedzy naukowej zawarto dane i informacje dostarczone przez rdzennych mieszkańców różnych obszarów globu. Autorzy raportu mówią, że znaleźli przygniatające dowody, iż działalność człowieka doprowadziła do załamania ekosystemu. Główne grzechy naszego gatunku to wylesianie, nadmierny połów ryb, kłusownictwo, polowania dla mięsa, zmiany klimatyczne, zanieczyszczenia oraz rozprzestrzenianie gatunków inwazyjnych. W 2017 roku odkryto nowy podgatunek orangutana, orangutana z Tapanuli. To najrzadsza małpa. Las deszczowy na północy Sumatry to dom dla ostatnich 800 przedstawicieli tego podgatunku. Młode zostają przy matce przez 10 lat. Tyle bowiem czasu muszą się od niej uczyć, by móc samodzielnie przetrwać. Obecnie urodzone młode mogą nigdy nie dożyć do samodzielności. Las w którym mieszkają jest wycinany pod uprawy palmy oleistej czy budowę kopalń. Olej palmowy jest kupowany przez polski i europejski przemysł spożywczy i kosmetyczny i trafia m.in. do ciastek. Kupując produkty zawierające ten składnik przyczyniamy się do likwidacji kolejnych gatunków roślin i zwierząt. Raport przygotowany przez Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services (IPBES) przynosi alarmujące wieści. Coraz większe obszary oceanów są martwe. W odległych częściach lasów tropikalnych panuje cisza, gdyż zanikły owady, a wraz z nimi zniknęły ptaki, obszary trawiaste pustynnieją. Ludzie doprowadzili do znaczących zmian na 75% obszarów lądu oraz 66% obszaru oceanów. Autorzy raportu doliczyli się już ponad 400 martwych stref na oceanach, a ich łączna powierzchnia jest niewiele mniejsza od powierzchni Polski. Podkopujemy fundamenty naszej gospodarki, sposobu życia, bezpieczeństwa żywnościowego, zdrowia i jakości życia na całym świecie, mówi sir Robert Watson, przewodniczący IPBES. Moim największym zmartwieniem jest stan oceanów. Plastik, martwe strefy, nadmierne połowy, zakwaszenia wód... Naprawdę niszczymy oceany na wielką skalę. Człowiek w całej swojej historii nie doświadczył tak wielkiego załamania ekosystemu. Zdaniem autorów raportu, obecnie zagrożonych wyginięciem jest około miliona gatunków roślin i zwierząt. Niektóre z nich mogą zniknąć w ciągu kilku dekad. Średnia liczebność gatunków w większości habitatów lądowych spadła od 1900 roku o 20%. Zagrożonych jest ponad 40% płazów, 33% koralowców i ponad 33% ssaków morskich. Mniej jasny jest stan owadów, ale wiemy, że co najmniej 10% gatunków jest zagrożonych. Od XVI wieku wyginęło co najmniej 680 gatunków kręgowców, a do roku 2016 z powierzchni ziemi zniknęło ponad 9% udomowionych ssaków wykorzystywanych jako źródła żywności pracy w rolnictwie. Co najmniej 1000 kolejnych gatunków takich ssaków jest zagrożonych. Ekosystemy, gatunki, dzikie populacje, lokalne odmiany i gatunki udomowionych roślin i zwierząt stopniowo znikają. Utrzymująca nas sieć życia na Ziemi staje się coraz mniejsza i coraz bardziej dziurawa. Zjawiska te to bezpośredni skutek działań człowieka. Zagrażają one dobrostanowi ludzi na całym świecie, mówi współautora badań profesor Josef Settle. Działania naszego gatunku prowadzą do błyskawicznej degradacji Ziemi. Od 1970 roku wartość produkcji rolnej zwiększyła się o około 300%, zbiory włókna surowego wzrosły o 45%, a każdego roku ludzkość zużywa około 60 miliardów ton surowców odnawialnych i nieodnawialnych, to 2-krotnie więcej niż w roku 1980. Jednocześnie degradacja ziemi spowodowała spadek produktywności aż 23% globalnych upraw. Zanikanie owadów zapylających zagraża obszarom rolnym, na których uprawiane są co roku rośliny o łącznej wartości 577 miliardów USD. Z powodu degradacji obszarów przybrzeżnych nawet 300 milionów ludzi na świecie jest zagrożonych przez większą liczbą powodzi i huraganów. Przykładem niech będzie cyklon Nargis, który 11 lat temu zabił niemal 140 000 ludzi. Skutki cyklonu i następujących po nim powodzi byłyby znacznie mniejsze, gdyby wcześniej ludzie nie zniszczyli lasów namorzynowych, będących naturalną ochroną dla wybrzeża. W 2015 roku aż 33% zasobów ryb było nadmiernie odławianych, 60% było odławianych na maksymalnym możliwym poziomie. Jedynie 7% połowów prowadzono tak, że populacja ma szansę się odrodzić. Od 1992 roku powierzchnia obszarów miejskich zwiększyła się ponaddwukrotnie. Od 1980 roku zanieczyszczenie plastikiem zwiększyło się 10-krotnie. Każdego roku do wód i gleb ludzie wypuszczają 300-400 milionów ton metali ciężkich, toksyn, rozpuszczalników i innych odpadów przemysłowych. Do tego należy dodać olbrzymią ilość nawozów sztucznych, które są głównymi odpowiedzialnymi za powstawanie oceanicznych martwych stref. Ludzie niszczą też przyrodę wprowadzając inwazyjne gatunki na nowe tereny. Autorzy raportu dysponowali szczegółowymi danymi dotyczącymi 21 krajów i okazało się, że od 1970 roku liczba gatunków inwazyjnych zwiększyła się w każdym z nich o około 70%. Poważnym problemem są zmiany klimatu. Specjaliści ocenili, że 47% ssaków lądowych oraz niemal 25% zagrożonych gatunków ptaków może już odczuwać negatywne skutki tych zmian. Autorzy raportu przygotowali też liczne scenariusze przyszłego rozwoju sytuacji. Wszystkie one – z wyjątkiem jednego – pokazują, że negatywne trendy będą kontynuowane po roku 2050. Ten jeden scenariusz, który pozwoli uratować ziemski ekosystem, a zatem pozwoli na zapewnienie dobrego poziomu życia jak największej liczbie ludzi, zakłada przeprowadzenie fundamentalnej przebudowy gospodarek i społeczeństw. Zmiana ta wymaga rozsądnego zarządzania, zmiany przyzwyczajeń czy technologii produkcji. Przykładem niech będzie tutaj wspomniany już olej palmowy. Jego produkcja oznacza katastrofę ekologiczną w Azji. Wycinane są lasy tropikalne, zanikają kolejne gatunki. A wszystko po to, by odpowiedzieć na zapotrzebowanie konsumentów w Europie czy Ameryce Południowej, zajadających się przemysłowo produkowanymi słodyczami. Możliwe jest produkowanie słodyczy bez oleju palmowego, jednak firmy nie odczuwają presji ze strony konsumentów, nie widzą więc potrzeby zmiany technologii produkcji i dokonywania inwestycji. Raport pokazuje też, że obszary zarządzane przez lokalne społeczności i rdzenną ludność są zwykle w lepszej kondycji niż obszary zarządzane przez państwa czy korporacje. Co najmniej 25% światowych lądów jest zarządzanych, używanych lub zajmowanych przez rdzenną ludność. Obszary te są w znacznie lepszej kondycji niż te, którymi zarządzają państwa i firmy. Jednak coraz częściej prawa tych społeczności są naruszane, a rządy poszczególnych państw nie biorą pod uwagę i nie szanują ich wiedzy. Autorzy raportu uważają, że lokalne społeczności będą kluczowym elementem transformacji, której musimy dokonać, jeśli do roku 2050 chcemy poprawić stan ziemskich ekosystemów. Trudno jednak będzie zmusić rządy do przestrzegania praw rdzennych mieszkańców. Warto tutaj przytoczyć przykład Filipin, gdzie przed 40 laty rdzennym mieszkańcom udało się zablokować budowę zapór wodnych na rzece Chico. Obecnie budowy ruszyły i są prowadzone za chińskie pieniądze w ramach programu „Jeden pas i jedna droga”. Ten chiński „nowy Jedwabny Szlak” już w ubiegłym roku został nazwany najbardziej ryzykownym pod względem ekologicznym przedsięwzięciem w historii człowieka. Z podsumowania raportu wynika jeden wniosek. Przyszłość nie będzie dla ludzkości dobra, jeśli już teraz nie zaczniemy działać. Nie ma dla nasz przyszłości bez zdrowego środowiska naturalnego, mówi Sandra Diaz. « powrót do artykułu

Mieloperoksydaza (MPO), enzym występujący w płucach, rozkłada czysty grafen. MPO to enzym należący do peroksydaz. Jest wydzielany przez neutrofile. Po wykryciu ciała obcego bądź bakterii neutrofile otaczają je i uwalniają MPO. Wcześniejsze badania Graphene Flagship wykazały, że MPO może biodegradować tlenek grafenu. Dotąd jednak sądzono, że niefunkcjonalizowany grafen jest bardziej oporny na degradację. By to sprawdzić, zespół z Francji, Szwecji i Hiszpanii prowadził testy ex vivo na jedno- i wielowarstwowym grafenie. Wykorzystaliśmy 2 postaci grafenu, jedno- i wielowarstwową [...]. Wystawiono je na oddziaływanie MPO w obecności nadtlenku wodoru. Okazało się, że peroksydaza była w stanie je degradować i utleniać. To było naprawdę nieoczekiwane, bo sądziliśmy, że niefunkcjonalizowany [niemodyfikowany] grafen jest bardziej oporny niż tlenek grafenu - opowiada Alberto Bianco z CNRS. Rajendra Kurapati, również z CNRS, dodaje, że wyniki pokazują, że wysoce rozpraszalny grafen może być rozkładany w organizmie w wyniku działania neutrofili. Po udanych testach ex vivo przyszedł czas na badania in vivo. Prof. Bengt Fadeel z Karolinska Institutet uważa, że zrozumienie, czy grafen jest biodegradowalny, czy nie, jest bardzo istotne dla zastosowań biomedycznych i innych tego materiału. Fakt, że komórki układu odpornościowego są w stanie sobie z nim radzić, jest bardzo obiecujący. Prof. Maurizio Prato dodaje, że enzymatyczny rozkład grafenu to bardzo ważny temat, gdyż, zasadniczo, grafen rozproszony w atmosferze mógłby wyrządzić jakieś szkody. Jeśli jednak istnieją mikroorganizmy zdolne do degradacji grafenu i materiałów pokrewnych, ich wpływ na środowisko (uporczywość) powinna znacznie spaść. Prato zaznacza, że należy badać produkty enzymatycznego rozkładu (pochodne): ich budowę i ewentualne oddziaływania na zdrowie i środowisko. « powrót do artykułu

Po paru tygodniach mikroorganizmy glebowe kolonizują i zaczynają rozkładać powierzchnię polimeru - poli(adypinianu-co-tereftalanu butylenu), PBAT. To pokazuje, że warto by nim zastąpić polietylen, wykorzystywany np. w foliach do ściółkowania. Naukowcy ze Szwajcarii wyjaśniają, że skażenie plastikiem zagraża glebom uprawnym, bo rolnicy z całego świata stosują bardzo dużo polietylenowej folii do ściółkowania. Zwalczają w ten sposób chwasty, podwyższają temperaturę gleby i utrzymują jej wilgotność, co łącznie pozwala zwiększyć plony. Niestety, po zbiorach często trudno zebrać filmy w całości, zwłaszcza gdy mają one zaledwie parę mikrometrów grubości. Resztki akumulują się w glebie i ograniczają jej żyzność, zaburzają transport wody i ostatecznie - zmniejszają wzrost roślin. W ramach ostatniego studium zespół z Politechniki Federalnej w Zurychu i Eidgenössische Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz (Eawag) wykazał, że mikroorganizmy glebowe rozkładają folie z alternatywnego polimeru, wspominanego na początku PBAT. Autorzy publikacji z pisma Science Advances zademonstrowali, że węgiel z PBAT jest wykorzystywany do zwiększania biomasy i produkcji energii. To badanie jako pierwsze pokazuje, że mikroorganizmy glebowe mineralizują filmy PBAT i transferują węgiel z polimeru do swojej biomasy - wyjaśnia Michael Sander. Szwajcarzy podkreślają, że PBAT został już sklasyfikowany jako biodegradowalny w kompoście, dlatego zespół postanowił sprawdzić, czy ulega on biodegradacji także w glebach rolnych. Dla porównania, polietylen (PE) nie jest biodegradowany ani w kompoście, ani w glebie. W ostatnich latach potwierdzono tylko, że jest rozkładany zarówno przez bakterie z przewodu pokarmowego larw omacnicy spichrzanki (Plodia interpunctella), czyli mola spożywczego, jak i gąsienice barciaka większego (Galleria mellonella). W eksperymentach wykorzystano materiał z PBAT, który zsyntetyzowano na zamówienie; miał on zawierać zadaną ilość stabilnego izotopu węgla 13C. Takie znakowanie izotopem pozwoliło naukowcom śledzić węgiel pochodzący z polimeru (biodegradując PBAT, bakterie uwalniały go bowiem z polimeru). Za pomocą spektrometrii mas jonów wtórnych (NanoSIMS) akademicy odkryli, że 13C z PBAT był przekształcany w dwutlenek węgla w wyniku oddychania i stawał się częścią biomasy mikroorganizmów kolonizujących powierzchnię polimeru. Dla odmiany, wiele polimerów po prostu kruszy się do drobnych kawałeczków, które pozostają w środowisku w postaci mikroplastiku [...] - opowiada Hans-Peter Kohler. W ramach eksperymentu zespół wsypywał do szklanego naczynia 60 g gleby. Na tym podłożu umieszczano film z PBAT. Po 6 tygodniach inkubacji oceniano stopień skolonizowania powierzchni polimeru przez mikroorganizmy glebowe. Później analizowano ilość CO2 utworzonego w naczyniach oraz zawartość 13C. Na razie Szwajcarzy nie wiedzą, w jakim czasie PBAT uległby degradacji w naturalnym środowisku. Dlatego też potrzeba długoterminowych badań terenowych na różnych glebach i w różnych warunkach. Sander zaznacza, że nadal daleko nam do rozwiązania globalnego problemu skażenia plastikiem, ale zrobiliśmy 1. ważny krok w kierunku biodegradowalności plastików w glebie. Wyniki dotyczące gleby nie mogą być jednak bezpośrednio transferowane na pozostałe środowiska naturalne. Ze względu na inne warunki oraz inne społeczności bakteryjne biodegradacja polimerów w słonej wodzie może np. być znacznie wolniejsza. Jak dotąd tylko kilka koncernów chemicznych rozpoczęło produkcję i sprzedaż bardziej przyjaznych środowisku, ale i sporo droższych filmów z PBAT. « powrót do artykułu