Исследователи Иллинойского Университета (США, Чикаго) после многочисленных попыток, наконец, разработали искусственные масштабируемые листья, которые выполняют такие же функции, как и живые растения, а именно: преобразуют углекислоту в воду и окись углерода, сообщает Everest.ua. А ещё они вырабатывают кислород. По заявлению ученых, использовать такие листы можно с разными целями: для улучшения качества окружающего воздуха, получения дешевого топлива.
Каждое растение на земле представляет собой маленькую природную «электростанцию», которая трансформирует поступающие солнечные лучи, воду и углекислый газ в энергию. Около десяти лет ученые безуспешно пытались создать копию натурального, функционирующего по аналогии с настоящим, листа. Команда специалистов Университета Иллинойса первой решила эту задачу и разработала новую модель листьев, которая работала одинаково эффективно как в лаборатории, так и в реальных условиях.
Искусственные растения поглощают углекислый газ (СО2) из воздуха. Они преобразуют углекислоту в кислород (О2) и газ (СО), являющийся основой для синтетических видов топлива: бензина, метилового спирта. Все созданные ранее искусственные листья, к сожалению, были не в состоянии аккумулировать СО2 из окружающего воздуха. Однако, новым листовым системам это удалось.
Ученые сконструировали систему искусственного фотосинтеза с продуктивностью, превышающей показатели живых растений в 14 раз. Она состоит из принимающих на себя лучи солнца элементов, на поверхности которых располагаются катализаторы. Поверхность расщепляет молекулы воды, а также аккумулирует углекислый газ из воздуха. Ранее такой процесс был невозможен, поскольку на листьях-дубликатах не было устьиц – крошечных отверстий, через которые они поглощают углекислоту и выделяют кислород.
Ученые поместили искусственный лист в проницаемую плотную оболочку, сделанную из аммонийной смолы. Её пропитали электролитом на водной основе. Чтобы имитировать процесс испарения воды, происходящий в зеленых растениях, исследователи сделали так, чтобы аммонийная смола забирала углекислоту из воздуха. Под полупроводниковой пленкой углекислый газ превращался в СО или окись углерода. Это соединение можно собирать из внутренней части листа и использовать для перегонки в топливо.
Система листовых конструкций разбирается, она состоит из модулей и масштабируется. При необходимости можно создать участок любой площади, полностью или частично покрытый такими «листьями». Из 360 листов с размерами 1,7мх0,2м, расположенных на 500 кв.м., можно получить 0,4 т окиси углерода в сутки, и при этом на 10% повысить наполненность кислородом вокруг участка локализации листьев.
Первые листовые устройства были изобретены в 2011 году в Гарвардском университете. Тогда ученые использовали свои изобретения для производства свободной электрической энергии, безопасных удобрений и даже некоторых лекарств. Прототипы живых листов можно применять в реальных условиях. Фактически исследователям удалось воспроизвести механизм фотосинтеза в одной простой установке. Если собрать множество таких приборов в одном месте, можно получить сырье для заготовки топлива и кислород. Кроме того, кислород тоже можно собрать или использовать для очищения близлежащего воздушного пространства. Технология соответствует концепции сохранения энергии и улучшения экологического климата в городах будущего, а потому уже может использоваться всеми заинтересованными организациями. Вероятно, разработку по достоинству оценят страны с малым запасом природных ресурсов или плохой экологической обстановкой.
