Massachusetts Institute of Technology
Po vzoru zelenih rastlin polimer “zraste” s kemično reakcijo z ogljikovim dioksidom.
Material, ki so ga zasnovali kemijski inženirji na MIT, lahko reagira z ogljikovim dioksidom iz zraka in se sam razvija, krepi in celo popravlja. Polimer, ki se samodejno krepi in bi ga lahko nekoč uporabljali kot gradbeni material, material za popravila ali za zaščitne premaze, nenehno pretvarja toplogredni plin v material na osnovi ogljika.
Trenutna različica tega materiala je sintetična snov v obliki gela, ki izvaja kemični proces, podoben načinu, s katerim rastline vključujejo ogljikov dioksid iz zraka v svoja rastoča tkiva. Material bi lahko na primer izdelali v plošče iz lahke matrice, ki bi jih lahko poslali na gradbišče, kjer bi se strdili samo zaradi izpostavljenosti zraku in sončni svetlobi, s čimer bi prihranili energijo in stroške prevoza.
Ugotovitev je opisana v članku v reviji Advanced Materials, ki so ga napisali profesor Michael Strano, podoktorica Seon-Yeong Kwak in osem drugih strokovnjakov z MIT in Kalifornijske univerze v Riversidu.
Razvoj sintetičnega materiala, ki ne le, da ne uporablja fosilnih goriv za svojo izdelavo, temveč dejansko porablja ogljikov dioksid iz zraka, ima očitne koristi za okolje in podnebje, poudarjajo raziskovalci. “Predstavljajte si sintetični material, ki bi lahko rasel kot drevesa, pri čemer bi ogljik iz ogljikovega dioksida črpal in ga vključil v hrbtenico materiala,” pravi Strano.
Material, ki ga je ekipa uporabila v začetnih poskusih za potrditev koncepta, je uporabljal eno biološko komponento – kloroplaste, sestavne dele rastlinskih celic, ki izkoriščajo svetlobo in so jih raziskovalci pridobili iz listov špinače. Kloroplasti niso živi, vendar katalizirajo reakcijo ogljikovega dioksida v glukozo. Izolirani kloroplasti so precej nestabilni, kar pomeni, da po odstranitvi iz rastline po nekaj urah prenehajo delovati. Strano in njegovi sodelavci so v svojem članku predstavili metode za znatno podaljšanje katalitične življenjske dobe ekstrahiranih kloroplastov. Pri tekočem in prihodnjem delu bodo kloroplast nadomestili s katalizatorji, ki niso biološkega izvora, pojasnjuje Strano.
Material, ki so ga uporabili raziskovalci, je gelska matrica, sestavljena iz polimera iz aminopropil metakrilamida (APMA) in glukoze, encima, imenovanega oksidaza glukoze, ter kloroplastov, postane močnejši, ko se v material vključi ogljik. Raziskovalci pravijo, da sicer še ni dovolj močan, da bi ga lahko uporabili kot gradbeni material, čeprav bi lahko deloval kot material za zapolnitev razpok ali kot premaz.
Ekipa je izdelala metode za proizvodnjo tovrstnih materialov na tone, zdaj pa se osredotoča na optimizacijo lastnosti materiala. Komercialne aplikacije, kot so samoregeneracijski premazi in zapolnjevanje razpok, so uresničljive v bližnji prihodnosti, medtem ko je pred razvojem gradbenih materialov in kompozitov potreben dodaten napredek na področju kemije osnove in znanosti o materialih.
V raziskovalni skupini so bili Juan Pablo Giraldo iz univerze UC Riverside ter Tedrick Lew, Min Hao Wong, Pingwei Liu, Yun Jung Yang, Volodomyr Koman, Melissa McGee in Bradley Olsen iz MIT. Delo je podprlo ameriško ministrstvo za energijo.
Povzeto po:
https://bit.ly/3LYZ1ip
