Nowy pomysł na biopaliwa
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
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.