15:05
Comentarii Adauga Comentariu

_ Cercetătorii fabrică o baterie oceanică bionică miniaturizată

_ Cercetătorii fabrică ocean bionic miniaturizat- baterie

Cercetătorii de la Institutul de Microbiologie al Academiei Chineze de Științe au dezvoltat o baterie oceanică bionică miniaturizată, o celulă bio-solară care transformă lumina în electricitate, mimând structura ecologică de bază a microbianelor marine. ecosistemelor. Acest studiu a fost publicat în Nature Communications.

Oceanele acoperă aproximativ 70% din suprafața Pământului. Din perspectiva energiei, ecosistemele marine sunt un imens sistem de bioconversie a energiei solare în care microorganismele domină procesele de conversie a energiei.

Conversia energiei în ecosistemele marine începe cu fotosinteza. Microorganismele fotosintetice, numite producători primari, situate în zona eufotică a coloanei de apă, absorb energia solară și transformă fotonii în electroni care sunt utilizați pentru fixarea dioxidului de carbon în materie organică. Materia organică este parțial consumată de planctonul care trăiește în coloana de apă și parțial depozitată în sedimentele marine, unde microorganismele anaerobe facultative sau strict anaerobe mineralizează materia organică complexă la dioxid de carbon prin oxidare succesivă.

Microorganismele marine. sedimentele pot fi împărțite în continuare în două grupe. Un grup, numit degradatori primari, este responsabil pentru degradarea materiei organice complexe în compuși organici simpli; celălalt grup, numit consumatori finali, este responsabil pentru oxidarea completă a compușilor organici simpli, eliberând electroni pentru reducerea biologică a elementelor precum azotul, fierul, manganul și sulful. Prin fixarea fotosintetică a carbonului și mineralizarea materiei organice, ecosistemele microbiene marine folosesc energia solară pentru a conduce ciclurile biogeochimice.

Văzute din spațiul cosmic, ecosistemele microbiene marine cu funcție de conversie fotoelectrică pot fi considerate ca un imens „ocean- baterie" încărcată cu energia solară. Cu toate acestea, distribuția spațială și temporală a microorganismelor în ecosistemele marine este uriașă, iar transferul de electroni este lent și lent, astfel încât eficiența conversiei fotoelectrice este scăzută. Cercetătorii au propus că este posibilă dezvoltarea unei baterii oceanice compactate spațial-temporal, cu o eficiență energetică semnificativ îmbunătățită.

Pentru a atinge acest obiectiv, cercetătorii au extras structura de bază a ecosistemelor microbiene marine. Ei au proiectat și construit o comunitate microbiană sintetică formată din producător primar (cianobacterii), degradant primar (Escherichia coli) și consumatori finali (Shewanella oneidensis și Geobacter sulfurreducens) pentru conversia biofotoelectrică.

În această comunitate microbiană sintetică, cianobacteriile modificate sunt capabile să sintetizeze zaharoza din dioxid de carbon utilizând energia luminoasă și să stocheze energia luminoasă în zaharoză; E. coli artificial este responsabil pentru degradarea zaharozei la lactat; S. oneidensis și G. sulfurreducen oxidează complet lactatul în dioxid de carbon prin oxidare succesivă și transferă electroni către electrozii extracelulari pentru a genera curent electric, transformând astfel energia luminoasă în electricitate.

Cercetătorii au demonstrat că cele patru specii. comunitatea microbiană a depășit semnificativ comunitatea de trei specii care nu are G. sulfurreducens și comunitatea de două specii lipsită de E. coli și G. sulfurreducens în ceea ce privește rezistența internă, densitatea maximă de putere și stabilitatea, indicând faptul că menținerea structurii ecologice complete a microbianelor marine ecosistemele este esențială pentru realizarea unei conversii biofotoelectrice eficiente. Densitatea maximă de putere a acestei comunități microbiene de patru specii a atins 1,7 W/m2, ceea ce este cu un ordin de mărime mai mare decât cel al sistemului biofotovoltaic cu două specii raportat de autori în lucrările anterioare (Zhu et al, Nature Communications, 2019, 10). : 4282).

Cercetătorii au descoperit în continuare că oxigenul produs de cianobacteriile în timpul fotosintezei a permis respirația aerobă a E. coli și S. oneidensis, iar oxigenul a inhibat generarea de electricitate de către S. oneidensis și G. sulfurreducens, strict anaerob, conducând astfel la un efect negativ asupra performanței generale. Pentru a rezolva această problemă, cercetătorii au blocat calea de respirație aerobă a E. coli și S. oneidensis. Ei au dezvoltat un hidrogel conductiv cu proprietăți de barieră la oxigen. Hidrogelul conductiv a fost folosit pentru a încapsula E. coli, S. oneidensis și G. sulfurreducens pentru a forma un strat de sediment artificial izolator de oxigen, capabil de transfer de electroni.

Prin asamblarea stratului de sediment artificial care conține degradant primar (E). . coli) și consumatorii finali (S. oneidensis și G. sulfurreducens) cu un strat de coloană de apă care conține producător primar (cianobacterii), cercetătorii au asamblat în cele din urmă o celulă bio-solară integrată care transformă direct lumina în electricitate timp de peste o lună.

Această celulă bio-solară imită structura fizică de bază și structura ecologică a bateriei oceanice, cu scara spațio-temporală semnificativ compactată și numărul de specii minimizat și poate fi astfel considerată ca un ocean bionic miniaturizat. baterie.

Acest studiu demonstrează că o comunitate microbiană sintetică redusă la minimum de specii și compactată spațial-temporal poate reproduce funcția de conversie fotoelectrică a ecosistemelor microbiene marine. Eficiența energetică a acestei baterii oceanice bionice este mai mare decât cea a ecosistemelor marine din cauza depășirii modelului de transfer de electroni asemănător rețelei și lent.

Dezvoltarea bateriei oceanice bionice miniaturizate îmbunătățește eficiența biofotovoltaică și oferă o nouă rută pentru dezvoltarea celulelor bio-solare eficiente și stabile. Acest studiu demonstrează, de asemenea, potențialul biotehnologic al ecologiei sintetice.


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Ministrul Educației anunță modificări în funcționarea universităților: Modul de luare a deciziilor se va schimba

_ Măsurarea timpilor în miliarde de miliardime de secundă

_ Emisfera sudică este mai furtunoasă decât cea nordică și în sfârșit știm de ce

_ Prognoza vinului: Marea Britanie ar putea fi campioana Chardonnay până în 2050

_ Crimele Tetris: a ucis mafia rusă dezvoltatorul jocului și familia lui?

_ Echipa dezvoltă o metodă de imagistică volumetrică eficientă din punct de vedere fotonic cu microscopie cu fluorescență cu scanare cu foi de lumină

_ Roy Keane critică Brazilia „DISRESSPECTFUL” pentru sărbătorile lor de dans

_ British Fashion Awards 2022: Ashley Graham prezintă o expoziție FOARTE lungă într-o rochie albastră pură

_ Genetica felină ajută la identificarea primei domesticiri a pisicilor

_ Marele test de gust pentru sandvișuri de Crăciun! FEMAIL încearcă 35 de sărbători festive

_ „O parodie completă”: experții regali răsună despre Sussex după cel mai recent trailer Netflix

_ British Fashion Awards 2022: Jodie Turner-Smith poartă Gucci personalizat

_ Bentley care conducea un mormon cu 20 de neveste chiar l-a dezgustat pe Warren Jeffs

_ Sarah Jessica Parker vorbește la telefon în timp ce filmează sezonul doi din And Just Like That în NYC

_ British Fashion Awards 2022: Simone Ashley uimește într-o rochie mov cu diamant care îmbrățișează silueta

_ British Fashion Awards 2022: Sabrina poartă o rochie roșie și neagră care îmbrățișează silueta și glugă cu blană

_ IAN HERBERT: Cântece minime, fără eroi și un ritm de tobe metronomic necruțător

_ Lady Amelia Windsor conduce fashionistele din înalta societate la British Fashion Awards 2022

_ British Fashion Awards 2022: Christine Quinn prezintă o prezentare bustină într-o rochie neagră în stil bustier

_ Geelong vs Brisbane Lions - Finala preliminară AFL LIVE: Pisicile conduc când Daniher este lovit de fani

_ Ministrul ucrainean de Externe, Dmitro Kuleba, cere accelerarea livrărilor de armament şi generatoare de electricitate

_ Escrocii Poppy care folosesc aparate de carduri fără contact mint că sunt din Legiunea Regală Britanică

_ Armata braziliană ucide liderii cartelului �Comandamentul Roșu�, se pregătește preluarea

_ Paris Hilton captează atenția când iese cu soțul Carter Reum la un eveniment Spotify în LA

_ DR MEGAN ROSSI: Nu te simți vinovat pentru dragostea ta pentru brânză!

_ Poliția arestează un tânăr de 15 ani în legătură cu împușcarea lui Washington Commanders RB Brian Robinson

_ Un cardinal din Ghana a încetat din viaţă la trei luni după numirea sa în funcţie

_ Chris Wray, Bill Barr și Paul Ryan fac parte din banda din spatele Russiagate și minciunile despre laptopul Hunter Biden

_ Manchester United de vânzare Întrebări și răspunsuri: Familia Glazer este plecată și cine va cumpăra clubul?

_ Raheem Sterling „zguduit” după o spargere despre care vecinii susțin că a fost o „lucrare internă a contractorilor”

_ Adele se bucură de un gust de casă în timp ce pozează cu un baton de ciocolată Cadbury Fruit & Nut în Las Vegas

_ Infamul „Torso Killer” a pledat vinovat pentru uciderea brutală a încă cinci femei

_ Studiul arată că atât calitatea habitatului, cât și biodiversitatea pot avea un impact asupra sănătății albinelor

_ NASA livrează primul hardware de zbor către ESA pentru Lunar Pathfinder

_ Sophie Wessex onorată de Hilary Clinton pentru promovarea drepturilor femeilor

_ Billetul rar de 100 de lire sterline din 1927 se vinde la licitație cu 140.000 de lire sterline

_ Gala Premiilor Centrului Naţional al Dansului Bucureşti va avea loc pe 11 decembrie, la TNB

_ Rectorul UMFST: În prima parte a anului viitor începe construcţia Spitalului Clinic Universitar 'George Emil Palade'

_ Ligia Deca: Creşterea autonomiei universitare, participarea studenţilor la luarea deciziilor sunt priorităţile Ministerului Educaţiei

_ Opera Naţională Română din Iaşi va organiza evenimentul Gala Identităţii Naţionale Axa Culturală Iaşi - Viena

_ New York Times �l protejează pe Balenciaga �n privința imaginilor de pedo � Dă vina pe QAnon

_ Noul studiu cu puncte cuantice descoperă implicații pentru imagistica biologică

_ Manchin ar putea fi la doar câteva zile să-și piardă puterea în Senat...

_ Verdictul de referință împiedică grupul, dar mișcarea continuă...

_ Lava topită de pe Insula Mare din Hawaii ar putea bloca autostrada principală...

_ Pregătirea pentru tulburări...

_ În AZ, constructorii de case se luptă pentru a arăta că este suficientă apă pentru noii rezidenți...

_ Drag queens apelează la paznici înarmați, detectoare de metale după ce au împușcat...

_ Bărbat acuzat că a amenințat un medic din cauza îngrijirii trans...

_ Roubini avertizează că „mama tuturor crizelor economice se profilează”...

_ ALTA SĂRIT, O ALĂ CAPCANĂ?

_ Semnalul cheie de recesiune încă clipește avertisment...

_ Rusia și Ucraina luptă pentru primul război la scară largă cu drone...

_ Taiwan se confruntă cu un conflict...

_ Națiune lovită de protest care revizuiește legea obligatorie privind basma...

_ Râul subteran de lavă din Yellowstone amenință un dezastru natural...

_ UPDATE: APLICAȚIA DRUDGE IPHONE, IPAD...

_ ANDROID...

_ ANM: Atenționări cod galben de fenomene periculoase

_ REZUMAT LIGI A DOUA: Luptele lui Gillingham au continuat cu înfrângerea în fața lui Salford


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7

Nr. de articole la aceasta sectiune: 364, afisate in 7 pagini.