تبلیغات
خواندنی ها+برق، قدرت، کنترل، الکترونیک، مخابرات، کامپیوتر، مهندسی پزشکی، ابزار دقیق، الکتروتکنیک، هوش مصنوعی، آی تیIT(فناوری اطلاعات)، مکاترونیک، رباتیک، فتونیک، اویونیکAvionic، فیزیک - تولید سبزترین سوخت جهان با استفاده از آلودگی‌ صوتی و فیزو الکتریک

خواندنی ها+برق، قدرت، کنترل، الکترونیک، مخابرات، کامپیوتر، مهندسی پزشکی، ابزار دقیق، الکتروتکنیک، هوش مصنوعی، آی تیIT(فناوری اطلاعات)، مکاترونیک، رباتیک، فتونیک، اویونیکAvionic، فیزیک

دایره المعارف برق(اطلاعات عمومی برق)iman.sariri@yahoo.com

تولید سبزترین سوخت جهان با استفاده از آلودگی‌ صوتی
دانش > فناوری - محققان موفق به طراحی ساختار انعطاف‌پذیری از ماده فیزوالکتریک اکسید‌ روی شده‌اند که می‌تواند حین شناوری در آب با ایجاد اختلاف پتانسیل، به شکستن مولکول‌های آب و آزاد شدن گاز هیدروژن منجر شود.

محبوبه عمیدی: هر قطره آب منبع با‌ارزشی از هیدروژن، سبزترین سوخت شناخته‌شده توسط بشر است، اما استخراج آن از آب چندان ساده به نظر نمی‌رسد. کشف ماده شیمیایی جدیدی توسط محققان که می‌تواند با استفاده از آلودگی‌های صوتی مانند آنچه که در بزرگراه‌ها هر روز شاهد آن هستیم، به تجزیه آب منجر شود، باعث شده تا چشم‌انداز تازه‌ای پیش روی محققان برای استفاده از این منبع غنی و ارزان ترسیم شود.

به گزارش نیوساینتیست، گروهی از شیمی‌دانان دانشگاه ویسکانسین‌مدیسون موفق به ساخت بلورهایی از جنس اکسید روی شده‌اند که می‌توانند پس از غرق‌شدن در آب، ارتعاشات را جذب‌کرده و مناطق وسیعی از بار قوی مثبت و منفی در آب ایجاد کنند. در نتیجه امکان شکستن ملکول‌های آب فراهم شده و گازهای هیدروژن و اکسیژن متصاعد می‌شوند.

هویفانگ زو، محقق ارشد این پروژه می‌گوید: «هیچ ریسکی وجود ندارد. ما دقیقا همان‌طور که سلول‌های خورشیدی انرژی جذب می‌کنند، انرژی را از محیط دریافت خواهیم کرد».

عملیات در زیر آب
زو و همکارانش برای تولید هیدروژن نسل جدیدی از بلورهای فیزوالکتریک (موادی که می‌توانند تحت فشار مکانیکی، جریان الکتریکی تولید کنند) را به کار گرفته‌اند تا با استفاده از تغییرات حرکتی آنها را به تولید نیروی الکتریسیته وادارند.

از آنجا که این کریستال‌های تازه برای شناوری در آب طراحی شده‌اند، نیروی الکتریکی که توسط آنها تولید می‌شود، صرف شکستن ملکول‌های آب و تبدیل آن به اتم‌های هیدروژن و اکسیژن خواهد شد، مکانیسمی که توسط این تیم اثرات فیزوالکتریک شیمیایی نام گرفته است.

زو و همکارانش رشته‌های بسیار‌باریک انعطاف‌پذیری از کریستال‌های اکسید روی طراحی کرده‌اند که می‌توانند تحت اثر ارتعاشات گوناگون مانند امواج صوتی به حرکت درآیند. آنها نشان دادند با استفاده از ارتعاشات مافوق صوت در زیر آب می‌شود بین 5 تا 10 درجه در ابتدا و انتهای این رشته‌ها انحراف ایجاد کرد. چنین تغییر زاویه‌ای می‌تواند میدانی الکتریکی با اختلاف پتانسیل کافی برای شکستن مولکول‌های آب و آزاد کردن اتم‌های اکسیژن و هیدروژن خلق کند.

زو می‌گوید: «علاوه بر این می‌توان با تغییر ابعاد این رشته‌ها، به آنها اجازه داد ارتعاشات گوناگونی را به بهترین شکل ممکن جذب کنند. به عنوان مثال می‌شود این رشته‌ها را به شکلی طراحی کرد که بهترین بهره‌وری را حین دریافت صدای برخورد امواج دریا داشته باشند یا نسبت به ارتعاشات صوتی دیگری حساسیت بیشتری از خود نشان دهند».

مسئله بهره وری
زو می‌گوید: «تجربیات آزمایشگاهی نشان می‌دهند، اکسید روی تنها می‌تواند 18 درصد از انرژی حاصل از ارتعاشات را که توسط این ماده جذب‌شده به انرژی محبوس در گاز هیدروژن که در صورت اشتعال آزاد خواهد شد، تبدیل کند».

مواد فیزوالکتریکی که در حال‌حاضر مورد استفاده قرار می‌گیرند، چنین بازده بالایی را در تبدیل ارتعاشات به انرژی الکتریکی ندارند، بهره‌وری آنها به طور متوسط تنها 10 درصد است. زو معتقد است با استفاده از این ماده جدید می‌توان سیستم‌هایی را طراحی کرد که قادر باشند از هر ارتعاش صوتی، از صدای برخورد امواج گرفته تا کار مداوم ماشین‌آلات، هیدروژن تولید کنند.

جین‌هوی سانگ از دانشگاه فناوری جورجیا در آتلانتا می‌گوید: «باید ایده خوبی باشد. چون نیازی به تشکیل مدار ندارد و در نتیجه این رشته‌های کریستالی نسبت به دستگاه‌های فعلی که از مواد فیزوالکتریک خشک استفاده می‌کنند، بسیار‌ساده‌تر خواهد بود».

با این وجود سانگ به اینکه این رشته‌ها باید بهره‌وری بالاتری داشته باشند، چندان اطمینان ندارد. او می‌گوید: «مطابق قوانین فیزیک انرژی حاصل از یک ماده باید ثابت باشد».

http://www.khabaronline.ir/news-50070.aspx



مورچگان، پیشرو در تولید سوخت زیستی
دانش - مورچه‌های برگ‌خوار برای حمایت از قارچ‌های خوراک خود، آنتی‌بیوتیک تولید می‌کنند و با هضم سلولز، سوخت زیستی و پاک می‌سازند

در یک همزیستی مسالمت‌آمیز و سودمند، مورچههای برگ‌خوار نوعی قارچ را پرورش می‌دهند و باغبانی می‌کنند. این مورچه‌های کشاورز با ایجاد محیطی امن برای رشد قارچ‌ها، زمینه رشد مناسب آنها را فراهم می‌کنند و در عین حال، از آنها به عنوان یک منبع غذایی خوب استفاده می‌کنند.

اما این‌طور که تحقیقات جدید نشان می‌دهند، به نظر می‌آید این هم‌زیستی 50 میلیون ساله برای انسان‌ها هم منافعی در بر داشته باشد. میکروبهای دخیل در این فرایند می‌توانند راهی تازه برای دست‌یابی دانشمندان به آنتی‌بیوتیک‌های جدید و تولید سوخت‌های زیستی نشان دهند.

10 سال پیش، کامرون کاریه که در آن زمان محقق بومشناسی میکروبی دانشگاه تورنتو در اونتاریوی کانادا بود، در مورد مورچههای برگخوار به کشف جالبی دست یافت. او متوجه شد این مورچه‌ها، کلونی‌هایی از اکتینومیست‌ها را در بدنشان حمل می‌کنند، باکتری‌هایی که با تولید آنتی‌بیوتیک‌های خاص، قارچ‌های کشت شده توسط مورچه‌های کشاورز را در برابر قارچ‌های انگلی مانند Escovopsis محافظت می‌کند.

اوایل فروردین ماه جاری، کاریه، جان کلاردی و همکارانش در دانشکده پزشکی هاروارد واقع در بوستون، از جداسازی یکی از این ترکیبات ضد قارچ خبر دادند. آنها این ماده را که از لحاظ شیمیایی تاکنون ناشناخته مانده بود، «دنتی جرومیسین» نامیدند. این ترکیب توانسته بود سرعت رشد رشته‌های مقاوم به مواد ضد قارچی شناخته شده را در «کاندیدا آلبیکانس» که عامل عفونت‌های مخمری در انسان است، کندتر کند.

از آنجا که گونه‌های مختلف مورچه‌های کشاورز انواع متفاوتی از قارچ‌ها را پرورش می‌دهند و هر کدام انگل‌های خاص خودشان را دارند، محققان امیدوارند با مطالعه سیر تکاملی باکتری‌ها، به نحوه سازگاری آنها با محیط و ساخت آنتی‌بیوتیک‌های اختصاصی در مبارزه با هر انگل خاص دست پیدا کنند.

سوخت مورچه‌ای
کاریه که در حال حاضر در دانشگاه ویسکانسین، مدیسون به کار و تحقیق مشغول است، در این مورد می‌گوید: «این مورچهها کارخانه‌های داروسازی متحرک هستند». جالب است بدانید که قابلیت‌های عجیب این مورچه‌ها به همین‌جا ختم نمی‌شود. هر کلونی از مورچه‌های کشاورز همانند رآکتور بسیار کوچکی مشغول تولید سوخت زیستی است.

این مطلب تازه را کاریه در سومین روز فروردین ماه در نشست «اثرات ژنومیک محیط زیست و انرژی» در انستیتو مشارکتی ژنوم گزارش داد و عنوان کرد مورچههای هر کلونی، سالانه به تنهایی حدود 400 کیلوگرم برگ را برای تغذیه قارچ‌هایی که پرورش داده‌اند، مصرف می‌کنند. اما این‌که چطور قارچ‌ها این میزان برگ را هضم می‌کنند، هنوز بی‌جواب مانده؛ چرا که نمونه‌های قارچ کشت داده شده در ظروف آزمایشگاهی قادر به شکستن مولکول پیچیده و سخت سلولز موجود در ساختار سلول‌های گیاهی نیستند.



دانشمندان به شکستن ساختار مولکولی سلولز بسیار علاقه‌مندند، زیرا این امکان وجود دارد که شکست ساختار این مولکول به آنها برای دست‌یابی به سوخت‌های زیستی با بهره‌وری به مراتب بالاتر نسبت به مواد قندی مانند ذرت کمک کند. برای یافتن جواب، کاریه و همکارانش قطعات کوچکی از دی.ان.ای باکتری‌ها و سایر میکروارگانیسم‌های موجود در محل تولید قارچ‌ها را جدا کردند و به بررسی توالی رشته‌های آنها در سه کلونی مورچه‌های برگ‌خوار منطقه پاناما پرداختند . سپس آنها این توالی‌ها را با بانکهای اطلاعاتی موجود مطابقت دادند تا گونه‌های ساکن در محل تولید قارچ را شناسایی کنند و ببینند آنها از چه ژنهایی تشکیل شده‌اند.

این آزمایش‌ها نشان داد گونه‌های بسیاری از باکتری‌های موجود در محل‌های کشت قارچ، قادر به شکستن مولکول‌های سلولز هستند. این تیم علاوه بر این موفق به شناخت نشانه‌های ژنتیکی از آنزیم‌های قارچی شدند که قادر به شکستن سلولز است، اما باز هم این سئوال مطرح شد که چرا قارچ‌های کشت داده شده توسط انسان قادر به شکستن سلولز نیست.

کاریه احتمال می‌دهد این آنزیم‌های تازه شناخته شده در باکتری‌ها و قارچ‌های قادر به شکستن سلولز، به دلیل قرن‌ها هم‌زیستی با مواد ضد قارچ تکامل پیدا کرده باشند و بتوانند خود را با این شرایط خاص تطبیق دهند. اما این قضیه می‌تواند شکل دیگری هم داشته باشد، مثلا قارچ‌ها صرفا قادر به شکستن سلولز به اجزای کوچک‌تر باشند و سایر آنزیم‌های کشف شده توسط کاریه از جایی بیرون از این محیط به آن وارد شده باشد. کاریه می‌گوید: « شاید شناخت تاریخ تکاملی بلند مدت مورچه‌ها به ما در تلاش برای شکستن زیستتوده‌های گیاهی کمک کند». محققان دیگر نیز به یافتههای کاریه علاقمند هستند، اما می‌گویند آنها به تحلیل دقیق‌تر اطلاعات و نتایج حاصل از آن نیاز دارند.

جان تیلور، قارچ‌شناس دانشگاه کالیفرنیا در برکلی می‌گوید: « این بسیار جالب است که او آنزیم‌های قارچی را در محیط‌هایی شناسایی و جدا کرده که بر اساس نظریه‌اش (قارچ‌ها به تنهایی قادر به شکستن سلولز هستند) احتمال وجود آنها صفر بوده است. اگر کاریه به تحقیق موشکافانه در زندگی مورچه‌ها ادامه دهد، احتمالا به شبکه‌ای درهم از برهم‌کنش‌های مختلف ضروری برای ادامه حیات هر یک از گونه‌ها دست خواهد یافت. من فکر می‌کنم جذاب‌ترین بخش این تحقیق، این است که شما برای شناخت یک ارگانیسم، کار را شروع می‌کنید و هرقدر پیش می‌روید، با دیگر ارگانیسم‌های درگیر مواجه می‌شوید و این روابط مرتب پیچیده‌تر می‌شود». به نظر می رسد شکستن سلولز پیچیده‌تر از این حرف‌ها باشد.

نیچر، شماره 7238- ترجمه: محبوبه عمیدی

http://www.khabaronline.ir/news-6374.aspx

صفحات جانبی

نظرسنجی

    لطفاً نظرات خود را درمورد وبلاگ با اینجانب در میان بگذارید.(iman.sariri@yahoo.com)نتایج تاکنون15000مفید و 125غیرمفید. با سپاس


  • آخرین پستها

آمار وبلاگ

  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :