 |
Шелковый
лист
|
Сейчас,
когда в атмосфере растет количество CO2, возникает потребность в
создании устойчивых решений для внутренней и наружной городской среды, один из
исследователей в области биологии и материаловедения Джулиан Мельчиорри, изучил
потенциал создания фотосинтетических материалов, направленных на то, чтобы
использовать природные функции в антропогенных устройствах.
Живые
растения обладают удивительной способностью собирать энергию из солнечного
света и использовать ее для стимулирования своих внутренних процессов. Этот
феномен известен как фотосинтез и является одним из важнейших химических
процессов на Земле, и в конечном итоге на основе его действия лежит вся жизнь.
 |
Хлоропласты,
закутанные в сети белков шелка
|
Фотосинтез
представляет собой химическую реакцию, переработки получаемого воду и CO2,
и с помощью света превращает эти соединения в сахара и кислород.
Вдохновленный
природными механизмами и физическими явлениями, Джулиан Мельчиорри провел
лабораторные эксперименты, чтобы изучить потенциал создания устройств, которые
могут иметь фотосинтезирующие свойства, а также возможности их применения.
Шелковый
лист (Silk Leaf) - первый результат этих исследований. Это первый прототип,
который имеет потенциальные возможности фотосинтетических устройств.
Он
изготовлен из биологического материала, в основном состоящего из шелкового
белка и хлоропластов. Silk Leaf поглощает CO2 и производит кислород
и органические соединения благодаря фотосинтетической способности
стабилизированных хлоропластов внутри белка шелка. Для обеспечения реакции
требуется любой видимый свет и вода.
 |
Шелковые
листья
|
Технология
снабжения хлоропластов водой для обеспечения фотосинтеза была сделана по тому
же принципу, как и у живых листьев.
Вода
может также удалять химические остатки и сахара путем осмоса (процесс
односторонней диффузии через полупроницаемую мембрану молекул растворителя в
сторону ́большей концентрации растворённого вещества из объёма с меньшей
концентрацией).
Уровень
выработки кислорода может быть оптимизирован в зависимости от многих факторов,
от состава материала до количества и эффективности хлоропластов в шелковых
клетках. Недавние научные публикации показывают, что нанобионные вмешательства
в хлоропласты увеличивают эффективность фотосинтеза на 49%.
 |
Светильники
из фотосинтетических листов не только освещают,
но
и производят кислород
|
Это
и другие исследования генетической модификации могли бы привести к
значительному повышению их эффективности из-за многих преимуществ поглощения
кислорода и CO2, низкого потребления энергии, его модульности,
искусственные листья могут использоваться во многих областях применения, где
уровень СО2 высок или необходим кислород: внутренние вентиляционные
системы, и даже в исследовании космоса.
Шелковый
лист может быть использован не только при длительном космическом перелете, он
может использоваться как на Земле в качестве биологических воздушных фильтров,
генерирующих кислород под водой, грунтом и т.д., а также использоваться при
колонизации других планет.