Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy

Rekomendowane odpowiedzi

Choć pomysł wykorzystania celulozy w celach energetycznych ma wiele lat, dotychczas brakowało wydajnych metod rozkładania tego złożonego cukru na prostsze węglowodany. Amerykańscy badacze zidentyfikowali jednak charakterystyczne cechy cząsteczek tej substancji, dzięki którym ich rozbicie może stać się prostsze. 

Z punktu widzenia chemii cząsteczka celulozy jest wielocukrem złożonym z licznych reszt glukozy. Niestety, jej molekuły, stanowiące najważniejszy składnik ściany otaczającej komórki u roślin, są wyjątkowo oporne na działanie enzymów, które mogłyby je rozkładać. Z tego powodu każdego roku na świecie marnują się miliony ton odpadów, które mogłyby zostać wykorzystane m.in. do wytwarzania biopaliw.

Ze względu na potencjalne zastosowanie celulozy naukowcy nieustannie pracują nad metodami taniego i efektywnego rozkładu tego związku. Interesującego odkrycia w tej dziedzinie dokonali badacze z laboratorium w amerykańskim Los Alamos. Zidentyfikowali oni "słaby punkt" cząsteczek roślinnego wielocukru, który mógłby umożliwić przetwarzanie go na prostsze, łatwiejsze do wykorzystania związki.

Odkrycia dokonano dzięki badaniom krystalograficznym z wykorzystaniem neutronów. Metoda ta, polegająca na analizie zachowania neutronów podczas przechodzenia przez probkę, pozwala na ocenę rozkładu atomów w sieci krystalicznej. Interpretacja wyników takiej analizy pozwala na ustalenie (lub, jak mawiają krystalografowie, rozwiązanie) struktury badanej próbki z niebywałą wręcz dokładnością.

Analiza kryształów celulozy pozwoliła badaczom z Los Alamos na zidentyfikowanie dwóch rodzajów wiązań wodorowych, czyli stosunkowo słabych oddziaływań zachodzących pomiędzy położonymi blisko siebie atomami wodoru oraz tlenu. Jak zauważono, część z nich ma swoje stałe położenie i utrzymuje molekuły celulozy w bliskim sąsiedztwie, podczas gdy inne wykazują znacznie większą podatność na rozerwanie

Rolą nietypowych, niestałych wiązań wodorowych jest najprawdopodobniej umożliwienie wielocząsteczkowym kompleksom celulozy dostosowanie się do zmian temperatury, lecz dla badaczy znacznie istotniejszy jest fakt, iż miejsca te są potencjalnymi miejscami przyłączania się enzymów trawiących celulozę.

Udało nam się zidentyfikować lukę w zbroi noszonej przez wyjątkowo twardego i godnego adwersarza, jakim jest włókno celulozowe, opisuje dr Gnana Gnanakaran, jeden z autorów studium. Jak tłumaczą jego koledzy, zebrane informacje mogą być istotne dla naukowców dążących do opracowania wydajnych i opłacalnych metod rozkładu celulozy na prostsze substancje, z których będzie można następnie wytwarzać różnego rodzaju surowce energetyczne.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Inicjatywa cenna - ale może by należało zajrzeć do brzucha termitom? Ich symbionty od milionów lat doskonale sobie radzą z trawieniem celulozy.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Owszem, ale synteza enzymów w warunkach laboratoryjnych jest nieprzyzwoicie droga.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

  Ogólnie przetwarzanie odpadów roślinnych na paliwa to porażka. To takie wykorzystanie energii, jakby ze wzbogaconego uranu zrobić odważniki do zegara z kukułką.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Ale kto mówi o syntezie enzymów? Wyizolować sekwencję DNA odpowiadającą za kodowanie enzymu, podpiąć to pod jakieś bakterie albo drożdże i wio ;) Mamy fabrykę enzymu :)

 

Pomysł i inicjatywa bardzo ciekawe i cenne, szkoda tylko że nie zostało jeszcze zaproponowane żadne rozwiązanie problemu - odkryli tylko pewną nieregularność, ale określili jak można dzięki temu rozkładać celulozę.. Miejmy nadzieję, że niedługo napiszą publikację uzupełniającą ten niedostatek :P

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Ale kto mówi o syntezie enzymów? Wyizolować sekwencję DNA odpowiadającą za kodowanie enzymu, podpiąć to pod jakieś bakterie albo drożdże i wio ;) Mamy fabrykę enzymu :)

Ja też dokładnie o tym mówię. Tylko uwierz mi, to naprawdę nie jest tanie. W skrajnych sytuacjach ceny enzymów sięgają kilkuset euro za probówkę o pojemności poniżej mililitra :P Oczywiście są też białka znacznie tańsze, ale wciąż są to bardzo wysokie ceny.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

;) No to mnie uświadomiłeś :) Myślałem że owszem, drogie jest samo wyizolowanie enzymu i wszczepienie go 'bio-producentom'.. Ale że później jego cena jest bardzo niewielka ze względu na niskie koszty produkcji - wszak takim bakteriom z reguły wystarczy temperatura, woda i jakaś pożywka (w tym wypadku była by to z resztą celuloza, która jako odpad też powinna być tania..).

 

No ale widocznie później całe życie chcą się dorabiać na technologii, nieważne że po pierwszym pół roku jej wprowadzenia koszty R&D by się zwróciły.. :/

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Produkowanie bakteriom albo drożdżom enzymu rozkładającego celulozę by chyba na zdrowie nie wyszło :)

Fajne byłoby jakieś mikroskopijne zwierzątko które mogłoby sobie żyć i rozmnażać w tym kompoście, przy okazji produkując ten enzym...

... tyle że ... i tu pojawia się chyba problem z takimi biologicznymi fabryczkami - taki organizm powinien na tej produkcji korzystać, bo w przeciwnym razie ewolucyjnie wyprą go takie które nie marnują tej energii ...

 

Więc pewnie dlatego są takie ceny - chyba na prawdę trzeba pilnować tych linii bakterii/drożdży/etc...

 

A może wykorzystać taką np. krówkę? ;)

Ona przecież naturalnie produkuje sporo takiego enzymu...

Może można by te komórki sztucznie hodować?

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
Produkowanie bakteriom albo drożdżom enzymu rozkładającego celulozę by chyba na zdrowie nie wyszło :D

A dlaczego? Ich ściany komórkowe nie zawierają celulozy :D Zresztą są metody wytwarzania białek, w których produkt jest odkładany w szczelnie zamkniętych pęcherzykach, z których nie mogą się wydostać i narobić szkód.

Fajne byłoby jakieś mikroskopijne zwierzątko które mogłoby sobie żyć i rozmnażać w tym kompoście, przy okazji produkując ten enzym...

Jest mnóstwo takich bakterii ;)

... tyle że ... i tu pojawia się chyba problem z takimi biologicznymi fabryczkami - taki organizm powinien na tej produkcji korzystać, bo w przeciwnym razie ewolucyjnie wyprą go takie które nie marnują tej energii ...

Na to też są sposoby :)

A może wykorzystać taką np. krówkę? :P

Ona przecież naturalnie produkuje sporo takiego enzymu...

Może można by te komórki sztucznie hodować?

Można by, ale to kosztuje koszmarne pieniądze. Poza tym koszt produkcji niemal każdego enzymu zawiera w sobie koszt licencji patentowej... :/

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
A dlaczego? Ich ściany komórkowe nie zawierają celulozy

No tak ... oj te resztki 'faktów' pozostałych z liceum... ;)

Jest taka różnorodność organizmów, że to by było bardzo dziwne gdyby wszystkie używały tego samego wielocukru...

Zresztą są metody wytwarzania białek, w których produkt jest odkładany w szczelnie zamkniętych pęcherzykach, z których nie mogą się wydostać i narobić szkód.

Rzeczywiście - na przykład różne toksyny.

Tyle że taki proces jest dość wyrafinowany, chyba trudno 'zamarkować' nowe białko żeby było produkowane w taki sposób?

Bo jednak dokładając nowy aktywny (wysoce agresywny) enzym do cytoplazmy, trudno sobie wyobrazić żeby nie było trochę szkodliwych interakcji...

Na to też są sposoby

Oj boję się że ewolucja jest tutaj głównym problemem - że zaraz powstanie mutacja nie produkująca tego enzymu - takie organizmy będą mogły więcej energii przeznaczyć na reprodukcję, nie będą miały dodatkowych szkodliwych interakcji - szybko wyprą te zmodyfikowane z populacji.

Więc w takich hodowlach potrzebna jest ciągła droga, skomplikowana sztuczna selekcja.

 

Jedyny sposób na to żeby taka zmodyfikowana populacja była stabilna, to to że ta mutacja daje im jakieś wymierne korzyści - na przykład że mogą trochę podjeść z tej celulozy.

Tyle że znowu - jeśli produkują enzymu więcej niż im potrzeba, pewnie zostaną wyparte przez takie które produkują go mniej...

Czyli musiałyby zjadać praktycznie całą glukozę którą rozłożą - żeby je wykorzystać musielibyśmy wykorzystać energię z ich biomasy (inny wielocukier...) ... albo może jakoś je zmusić do produkcji metanu i robić wszystko w środowisku beztlenowym... ?

 

Można by, ale to kosztuje koszmarne pieniądze. Poza tym koszt produkcji niemal każdego enzymu zawiera w sobie koszt licencji patentowej... :/

Trzeba by sztucznie hodować komórki odpowiednich gruczołów. Sztuczne macierze (jak integra...) są w tym momencie kosmicznie drogie, a takie tkankowe komórki chyba nie dałyby się hodować w luźnym roztworze pożywki? (apoptoza)

... chyba że wzięlibyśmy odpowiednie nowotworowe ... ale znowu wchodzi w grę ich niekorzystna dla nas ewolucja ...

 

A co do patentów, to wręcz mnie dreszcz przechodzi jak tylko słyszę to słowo... :/

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Skoro Archeany już jakiś kawał czasu produkują tlen czy inne związki w wielkościach, które nic im nie dają i nie zostały wyparte (nie całkiem i nie tak szybko, aby nie było opłacalne ich hodowanie) przez te, które nie prowadzą ponadmiarowej produkcji, to znaczy że się da chyba ? Nie jestem biologiem - tak sobie dywaguję ;)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
Tyle że taki proces jest dość wyrafinowany, chyba trudno 'zamarkować' nowe białko żeby było produkowane w taki sposób?

O ile pamiętam, są specjalne sekwencje sygnałowe w cząsteczkach białek, które kierują białka do odpowiednich kompartmentów. Nikt nie mówi, że to działa zawsze, ale pomysłów na produkcję białek w bakteriach jest mnóstwo ;)

Oj boję się że ewolucja jest tutaj głównym problemem - że zaraz powstanie mutacja nie produkująca tego enzymu

Ale po to masz bioreaktor do produkcji enzymu, żeby bardzo ściśle kontrolować zarówno fizjologię, jak i genom bakterii. Istnieją przeróżne metody selekcji polegające na tym, że bakteria z mutacją nie jest w stanie przeżyć. Poza tym w typowym bioreaktorze jest albo tak, że regularnie wymienia się bakterie we wnętrzu, albo robi się to po stwierdzeniu spadku wydajności syntezy. W takiej sytuacji po prostu sięga się do banku i wyciąga nową porcyjkę bakterii przechowywanych np. w ciekłym azocie albo w postaci liofilozowanej :) Wszystko pod kontrolą! :( I wbrew pozorom wcale nie jest to aż takie drogie, przeważnie wystarczy pojedynczy czynnik selekcyjny (a często jest nawet tak, ze zabójczy jest brak jakiejś substancji, więc nawet oszczędzasz, bo masz jeden składnik pożywki mniej :D )

Tyle że znowu - jeśli produkują enzymu więcej niż im potrzeba, pewnie zostaną wyparte przez takie które produkują go mniej...

Niekoniecznie :P Przecież jeżeli bakterie rozkładające celulozę wyginą, to te niewytwarzające celulazy same padną z głodu :D

Trzeba by sztucznie hodować komórki odpowiednich gruczołów. Sztuczne macierze (jak integra...) są w tym momencie kosmicznie drogie, a takie tkankowe komórki chyba nie dałyby się hodować w luźnym roztworze pożywki?

Jeśli komórki są z natury adherentne, czyli żyją na powierzchniach płytek hodowlanych, to zawieszone w pożywce długo nei pożyją. Zresztą same będą bardzo szybko dążyły do przylgnięcia z powrotem do podłoża - potrzebują na to zwykle paru godzin :D

... chyba że wzięlibyśmy odpowiednie nowotworowe ... ale znowu wchodzi w grę ich niekorzystna dla nas ewolucja ...

Ale co to za problem? Znów pozostaje kwestia stworzenia systemu wydajnej selekcji.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

thibris - to zupełnie inna sprawa - ten tlen, tak potrzebny późniejszym organizmom do pełnego cyklu Krebsa, w tamtych czasach (i innych środowiskach beztlenowych) był po prostu produktem ubocznym.

 

mikroos - wierzę że jest sporo (opatentowanych :P) sposobów, ale myślę że ogólnie to nie jest tak banalne jak przedstawiasz ;)

 

Żeby taki 'czynnik selekcyjny' mógł działać, produkowana substancja musi jakoś pozytywnie wpływać na metabolizm organizmu w zadanym środowisku.

 

W przeciwnym razie zawsze więcej potomstwa będą mieć organizmy które to dezaktywują ... i czasem trzeba wyciągnąć 'nową porcyjkę bakterii' :)

Ale skąd brać te nowe porcyjki??

Przy ich hodowli pojawia się ten sam problem ... ostatecznie po prostu trzeba stosować jakąś dużo bardziej wyrafinowaną selekcję - np. jakoś markować fluorescencyjnie przeciwciałami i użyć jakiejś maszynki sortującej przepływowo ... albo adhezyjnie ... ?

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Co do selekcji, już wspominałem: wystarczy, żeby "dobre" bakterie posiadały gen pozwalający na wykorzystanie np. jakiegoś aminokwasu. Wtedy te, które zmutowały i straciły plazmid zawierający gen kodujący celulazę, zginą.

 

A jeśli dojdzie do pojedynczych, drobnych mutacji, wówczas faktycznie bywa tak, że trzeba wymienić całą zawartość bioreaktora. Na szczęście istnieje sposób także na ten problem, mianowicie bakterie o ulepszonych systemach naprawy DNA ;) Poza tym w środowisku bioreaktora warunki do rozwoju są praktycznie idealne, stresu środowiskowego zero, więc ryzyko mutacji też znacznie spada.

 

A skąd nową porcyjkę? Wystarczy na starcie wyprodukować na tyle dużo bakterii, żeby mieć zapas np. na 100 lat produkcji :P Pamiętajmy, że taka "ogromna" porcja zajmuje ledwie niedużą szafkę :)

 

Przeciwciała/fluorescencja? Nie jestem specjalistą w dziedzinie biotech przemysłowej, ale wydaje mi się, że jest to niepotrzebnie drogie. Wystarczy zamiast tego monitorować wydajność rozkładu celulozy i jednoczesnego narastania poziomu glukozy. Jest to o niebo prostsza, a do tego skuteczniejsza metoda, bo mierzy bezpośrednio ten parametr, który nas interesuje.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

thibris - to zupełnie inna sprawa - ten tlen, tak potrzebny późniejszym organizmom do pełnego cyklu Krebsa, w tamtych czasach (i innych środowiskach beztlenowych) był po prostu produktem ubocznym.

Więc może dałoby się wyhodować/zmodyfikować bakterie tak aby produktem ubocznym ich trawienia celulozy była glukoza ? Wydawało mi się że do tego to zmierza.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Teoretycznie tak, ale musimy pamiętać o tym, że same bakterie też muszą z czegoś czerpać energię. I tak się pechowo składa, że glukoza z rozkładu celulozy jest idealnym substratem.

 

Teoretycznie można by było zaangażować do tego jakieś chemoautotrofy, które nie potrzebują glukozy do życia, ale ich hodowla byłaby wyjątkowo upierdliwa, że tak to nazwę wprost, choć nei do końca elegancko.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach
Więc może dałoby się wyhodować/zmodyfikować bakterie tak aby produktem ubocznym ich trawienia celulozy była glukoza ? Wydawało mi się że do tego to zmierza.

No niby wydaje się że celulozę to najłatwiej na glukozę rozłożyć... ;)

Tyle że z jednej strony o np. silnikach na glukozę nie słyszałem ... z drugiej chyba ciężko o organizmy które nie pokusiłyby się jej dalej rozłożyć ... :)

 

Dużo praktyczniejsze i realniejszy byłby jakiś alkohol lub metan.

 

A jeśli dojdzie do pojedynczych, drobnych mutacji...

No właśnie tu jest problem!

I tak samo występuje on przy przygotowywaniu tych wszystkich szafek 'zapasów' :P

Trudno mi wierzyć, że wystarczy liczyć na niskie prawdopodobieństwo mutacji...

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

A mimo to tak się robi od lat i to działa ;)

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Już wkrótce niewygodne kombinezony ochronne czy odkażanie po opuszczeniu obfitującego w bakterie czy niebezpieczne związki chemiczne rejonu mogą zastąpić ubrania z samoczyszczącej się bawełny. By tak się stało, wystarczy je wystawić na oddziaływanie światła.
      Nowa tkanina może znaleźć zastosowanie w odzieży ochronnej dla pracowników służby zdrowia, przetwórstwa spożywczego czy rolników, a także personelu wojskowego – wyjaśnia Ning Liu z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Davis.
      Liu zaimpregnowała bawełnianą tkaninę kwasem 2-antrachinonokarboksylowym (ang. 2-anthraquinone carboxylic acid, 2-AQC). Tworzy on mocne wiązania z wchodzącą w skład bawełny celulozą, dlatego w odróżnieniu od obecnie stosowanych samoczyszczących czynników, trudno go zmyć lub sprać. Co ważne, nie dochodzi do zmiany właściwości tkaniny (wcześniej się to nie udawało).
      Po ekspozycji 2-AQC na światło powstają reaktywne formy tlenu, np. rodnik wodorotlenowy (in. hydroksylowy, •OH) czy nadtlenek wodoru (H2O2), które zabijają bakterie i rozkładają związki organiczne, takie jak pestycydy.
      Naukowcy podkreślają, że choć 2-AQC jest stosunkowo drogi, istnieją tańsze zastępniki.
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Celuloza z osłonic, morskich strunowców, może oddziaływać na zachowanie komórek mięśni szkieletowych. Naukowcy z Uniwersytetu w Manchesterze twierdzą, że to dobry sposób na uzyskanie działającej tkanki mięśniowej.
      Polisacharyd w formie miniwąsów jest kilkakrotnie mniejszy od komórek mięśniowych, mimo to wpływa na ich porządkowanie. To niezwykle ważne, ponieważ wiele tkanek ciała, w tym mięśnie, zawiera uporządkowane włókna, które zapewniają im wytrzymałość i sztywność. Celuloza już teraz znajduje różne zastosowania medyczne, np. w opatrunkach, ale po raz pierwszy zaproponowano, by wykorzystać ją do utworzenia mięśni szkieletowych.
      Celuloza z osłonic jest szczególnie dobra do "produkcji" tkanki mięśniowej, ma bowiem pewne charakterystyczne właściwości. Doktorzy Stephen Eichhorn i Julie Gough oraz doktorant James Dugan wyekstrahowali polisacharyd z miniaturowych wąsów o średnicy zaledwie kilkudziesięciu nanometrów. Kiedy wąsy ułożono równolegle do siebie, powodowały one szybkie porządkowanie i fuzję miocytów.
      Tworzenie sztucznych mięśni, które można by wykorzystać do zastępowania uszkodzonych lub chorych naturalnych, to wielka szansa dla całych rzesz pacjentów. Choć mamy do czynienia ze złożonym procesem [ekstrakcji], potencjalne zastosowania są bardzo interesujące – przekonuje dr Eichhorn.
      Celulozą interesują się naukowcy z całego świata. Dzieje się tak z powodu jej unikatowych właściwości, poza tym jest ona surowcem odnawialnym. Jak widać, przyda się przy precyzyjnej inżynierii mięśniowej, niewykluczone też, że podczas odtwarzania innych uporządkowanych struktur, np. nerwów i więzadeł.
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Mimo rozwoju alternatywnych technologii i inwestowania olbrzymich środków w badania, tak naprawdę ropa naftowa wciąż pozostaje surowcem niezastąpionym. Służy bowiem nie tylko jako paliwo, jej pochodne bowiem są nieodzowne przy produkcji lakierów, farb, tworzyw sztucznych, materiałów budowlanych. Ekologiczne biopaliwa nie dają niestety takich możliwości, dostępne technologie są zbyt mało zaawansowane i mało wydajne. Być może sytuacja ulegnie zmianie, w każdym razie zapewniają o tym naukowcy z University of Massachusetts w Amherst.
      Zapewniają oni, że odkryli sposób wysokowydajnego i taniego wytwarzania cennych surowców chemicznych z bioolejów. Jeśli nowa technologia faktycznie okaże się konkurencyjna ekonomicznie, będzie to przełom. Otworzą się bowiem drzwi do szerszego wykorzystania biomasy: odpadów drzewnych, upraw roślin energetycznych, itd. Szeroko i komercyjnie dostępne oleje pirolityczne są bowiem tańsze od ropy naftowej. Autorzy rozwiązania obiecują nawet, że niepotrzebna będzie budowa nowej infrastruktury fabrycznej, bowiem wytwarzanie produktów (dotychczas) ropopochodnych ze wzbogaconego biooleju będzie możliwe z użyciem dotychczasowych technologii.
      Technologia, którą opracowali profesor George Huber oraz doktoranci Tushar Vispute, Aimaro Sanno i Huiyan Zhang jest już wdrożona w eksperymentalnej fabryce, na razie produkcja odbywa się w ilościach litrowych, ale technologia jest, według ich zapewnień, łatwo skalowalna i łatwa do komercyjnego wdrożenia. Licencję na nią zakupiła już firma Anellotech Corporation, która pracuje ponadto nad technologiami bezpośredniego przerobu odpadowych materiałów drzewnych na chemikalia.
      Opracowana technologia opiera się na dwóch zintegrowanych procesach, w pierwszym odbywa się reakcja uwodornienia biooleju, w drugim, dzięki wykorzystaniu zeolitów (rodzaj porowatego minerału) w roli katalizatora następuje konwersja cząstek biomasy w pożądane węglowodory aromatyczne i olefiny. Można w ten sposób uzyskać między innymi etylen, propylen, benzen, toluen, ksylen, które są nieodzowne do wytwarzani na przykład poliuretanu, plastików i innych tworzyw sztucznych.
      Inną wielką zaletą technologii jest możliwość płynnego dostosowywania procesu produkcji do różnego składu surowców i różnych proporcji produktów końcowych. Pozwoli to na lepszą odpowiedź na aktualne zapotrzebowanie i wykorzystanie rynkowych cen, czyli zarazem lepszą opłacalność produkcji. Rynek chemikaliów ropopochodnych jest szacowany na 400 miliardów dolarów, jest więc o co walczyć.
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Dwa lata temu japońsko-amerykański zespół w składzie Osamu Shimomura oraz Martin Chalfie i Roger Y. Tsien otrzymał Nagrodę Nobla za badania nad zielonym białkiem fluorescencyjnym (ang. green fluorescent protein, GFP) ze stułbiopława Aequorea victoria. Jako znacznik znalazło ono szereg zastosowań w monitorowaniu procesów biologicznych, ostatnio zaś szwedzki zespół stwierdził, że można je wykorzystać w mikroogniwach na biopaliwa.
      Zackary Chiragwandi z Uniwersytetu Technologicznego Chalmers w Göteborgu i jego zespół sporządzili pulpę z tysięcy stułbiopławów i wyekstrahowali żądane białko. Gdy umieści się jego kroplę na elektrodzie glinowej, a następnie wystawi się ją na oddziaływanie promieniowania ultrafioletowego, zaczyna płynąć prąd, którym można zasilać nanourządzenia. W żywym organizmie nie trzeba sztucznie indukować świecenia za pomocą UV, fluorescencja zachodzi bowiem na drodze dostarczenia energii przez fotoproteinę włączaną kationami wapnia.
      Naukowiec stworzył też wersję bioogniwa z enzymami ze świetlików oraz jamochłonów morskich Renilla reniformis. W obu przypadkach tzw. chemiluminescencja jest skutkiem reakcji katalizowanej przez lucyferazę. Takie ogniowo jest samowystarczalne i nie trzeba się już przejmować koniecznością zapewnienia zewnętrznego źródła światła.
      W ramach innego studium opracowano metodę pozyskiwania sztucznego GFP dzięki bakteriom. Oznacza to, że stułbiopławy czeka lepsza przyszłość, ponieważ nie padną już ofiarą naukowców poszukujących źródła cennego białka.
      W nanokrystalicznym ogniwie słonecznym Grätzla, które naśladuje zachodzącą w roślinach fotosyntezę, wykorzystuje się dwutlenek tytanu. Jest on jednak dość drogim składnikiem i nie da się ukryć, że ogniwo z GFP stanowiłoby atrakcyjniejszą ekonomicznie opcję. Chiragwandi sądzi, że bioogniwa będą zasilać nanourządzenia medyczne, służące np. do obrazowania i leczenia nowotworów. Technologia Szwedów zostanie dopracowana i udostępniona w ciągu 1-2 lat.
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Biopaliwa, obiecywane jako ekologiczna alternatywa dla produktów z ropy naftowej ciągle nie mogą się przebić. Przeszkody są generalnie dwie: czysto ekonomiczny, czyli cena takiego paliwa, oraz konkurencja o energetyczne zasoby z... ludźmi. Kłopot w tym, że najbardziej efektywne, a więc najczęstsze źródła materiału roślinnego dla wytwarzania biopaliw to uprawy kukurydzy, czy buraków. Używanie do produkcji paliw podstawowego źródła pożywienia dla ludzkości powoduje wzrost cen żywności i dylematy moralne (jakże to, żeby ludzie przymierali głodem dla produkcji benzyny), blokuje również spadek cen takich paliw.
      Remedium byłoby wykorzystanie do celów przemysłowych roślin niejadalnych lub niejadalnych odpadów z roślin jadalnych. Dlaczego więc nie korzysta się na szerszą skalę z upraw prosa rózgowego, albo ze zbędnych łodyg kukurydzy? Produkcja etanolu, czy butanolu jest najłatwiejsza i najtańsza z wykorzystaniem masy roślinnej zawierającej głównie skrobię, lub cukry proste. Użycie zdrewniałych części roślin jest trudniejsze, bowiem zawierają one głównie ligninę. Jej wykorzystanie wymaga wcześniejszej obróbki, żeby można było otrzymać odpowiednie węglowodany.
      Dziś, aby otrzymać biopaliwa z roślinnej ligniny, moczy się ją najpierw w kąpieli ze żrących chemikaliów. Dopiero w wyniku takiego procesu otrzymujemy bogatą w węglowodany masę, gotową do dalszej obróbki przy pomocy enzymów. Niestety, efektem ubocznym żrącej kąpieli jest znaczna ilość ciekłych odpadów, z którymi spływa „do ścieku" znaczna część masy organicznej. Dlatego ta metoda jest mało efektywna również ekonomicznie.
      Nowy sposób na uwolnienie węglowodanów z roślinnej ligniny znaleźli naukowcy z Uniwersytetu Stanowego Północnej Karoliny. Niepotrzebne są do tego żrące substancje, nie powstają też odpady. Proces jest też prosty: masa roślinna jest wystawiana na działanie ozonu z niewielką ilością wilgoci. W jego wyniku otrzymuje się bogatą w węglowodany masę i żadnych odpadów. Masę tę poddaje się dalszej obróbce w ten sam sposób, jak podczas tradycyjnego procesu, czyli przy pomocy enzymów.
      Sam proces ozonowania jest co prawda droższy niż kąpiel chemiczna, ale ponieważ dzięki wyeliminowaniu marnotrawstwa jest bardziej efektywny, w rezultacie całość produkcji jest bardziej ekonomiczna.
      Autorzy otrzymali grant badawczy z Centrum Badań i Rozwoju Bioenergii na udoskonalenie procesu. Będzie on dopracowywany pod kątem przemysłowego, komercyjnego wykorzystania do produkcji paliw z prosa rózgowego oraz miskanta.
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...