24 августа 2019, суббота, 00:04
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.Дзен

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

25 мая 2012, 08:16

Вирусы вместо газа

Прыжок в будущее

Ископаемое топливо рано или поздно подойдёт к концу. Человечество серьезно задумывается о возможностях перехода на альтернативные источники энергии — ветряную, энергию приливов и солнца. Многие из них уже весьма активно используются — например, ветряные электростанции производят до 20% энергии, потребляемой в Дании, другие менее популярны. Есть и ещё один вид энергетики, переходный между возобновляемой и невозобновляемой — это биоэнергетика.

Биоэтанол и биодизель, производящиеся из биомассы или сахарного тростника давно и успешно применяются по всему миру, хотя их использование составляет всего 3% от потребляемого автотранспортом топлива. Есть, однако, и менее очевидные источники биологической энергии.
Учёные Лаборатории Беркли при Министерстве Энергетики США разработали способ получать электроэнергию с помощью вирусов. Как объясняет журнал Nature Nanotechnology, некоторые вирусы способны преобразовывать механическую энергию в электрическую с помощью пьезоэлектрического эффекта. В качестве опытного образца учёные представили небольшой жидкокристаллический дисплей, получающий энергию от надавливания на покрытый пленкой из вируса электрод.

Разумеется, пьезоэлектрический эффект — далеко не новость. Он давно используется во множестве сложных приборов, начиная от сканирующих микроскопов и заканчивая звуковыми системами и зажигалками. Однако, большая часть пьезоэлектриков в той или иной степени токсична, и производство их сложно.

Использованный же учёными вирус — названный M13 — абсолютно безопасен для человека. Он питается бактериями и очень быстро размножается. Кроме того, благодаря своей вытянутой форме, вирус легко образует равномерную плёнку, подобно тому, как складываются спички в коробке. Это очень полезное для нанотехнологий свойство: в то время как крупные компании вроде IBM «тренируются» в манипуляциях на атомном уровне, биотехнологии достигают похожего эффекта почти без помощи человека.

Разумеется, пьезоэлектрический эффект вируса был усилен искусственными манипуляциями с геномом. Учёные обратили внимание, что спиральный белок, из которого состоит капсид, или оболочка вируса, скручивается, когда пленку вируса помещают в электрическое поле. С помощью генной инженерии они вывели новую ветвь вируса, у которой на одном из концов оболочки находятся отрицательно заряженные аминокислоты, благодаря этому увеличивается напряжение вируса. Наибольший пьезоэффект достигается при создании элемента из двадцати вирусных плёнок.
Полученные плёнки из генно-модифицированного вируса помещаются между двумя золотыми пластинками, и когда на них давят, вирус производит ток 6 наноампер при напряжении 400 милливольт — достаточно, чтобы зажечь несколько делений на экране калькулятора.

Разумеется, требуется еще немало опытов, прежде чем из этой технологии можно будет извлечь реальную пользу. Тем не менее, преимущества очевидны. Биотехнологии позволяют выращивать вирусы в больших количествах, так как они множатся чрезвычайно быстро и питаются бактериями. Умение вирусов самоорганизовываться бесконечно удобно для применения в микроэлектронике. Дальнейшие генетические манипуляции, теоретически, могут позволить создать вирус с еще большим электрическим потенциалом. Пьезоэлектрический эффект позволит производить электроэнергию, используя вибрацию и давление от повседневных действий — открывания двери, подъему по лестнице. Пока только не очень понятно, будут ли такие биогенераторы рентабельными, и, конечно, стоит ждать беспокойства общественности в связи с генетическими манипуляциями над вирусами.

Ученые университета Лос-Анджелеса решили подняться чуть выше по эволюционной лестнице и заняться исследованиями бактерий. Опять же с помощью генной инженерии они вывели специальный вид бактерий, который перерабатывает оксид углерода — так называемый парниковый газ — в бутиловый спирт, который можно использовать в качестве топлива для автомобилей. Система разрабатывалась как некий аналог фотосинтеза. Фотосинтез — это превращение солнечной энергии в химическую и хранение её в виде сахара. У него есть два аспекта: превращение световой энергии в химическую и превращение оксида углерода в сахар. Полученная учеными бактерия выполняет как раз вторую функцию фотосинтеза. Фактически, это электро-биореактор, который, используя электричество, углекислый газ, и муравьиную кислоту, производит бутиловый спирт. Фактически, это своего рода жидкая альтернатива батареям. С учетом того, что электроавтомобили сейчас встречаются гораздо реже, чем автомобили на бутаноле, учёным представляется разумным конвертировать электрическую энергию в высокоэффективное жидкое топливо. В идеальном случае оксид углерода, выделяющийся при его сжигании будет вновь собираться и проходить реакцию.

Главная сложность, о которой почему-то умалчивают авторы проекта — это сбор CO2 . К сожалению, содержание оксида углерода в атмосфере составляет меньше четырёх сотых процента. Даже если собирать углекислый газ непосредственно на трубах заводов, его концентрация не достигнет больше 10%.

Животный мир также охвачен попытками приспособить его к нуждам производства энергии. В университете Кларксона в США учёные подключили улитку к биобатарее. Благодаря процессам окисления глюкозы в организме улитки, ученые смогли получить 7.45 микроватт энергии. При этом, улитки продолжают жить, ползать, и питаться.

Разумеется, речь не идёт о электростанциях, вырабатывающих электричество за счёт животных. Зато такие разработки могут быть использованы, например, в создании кардиостимуляторов, работающих за счёт метаболизма их хозяина — без необходимости в батареях.

К сожалению, альтернативные биотехнологии пока недостаточно развиты, чтобы составить существенную конкуренцию биотопливу (которое, в свою очередь, пока не конкурент нефтепродуктам). Однако развитие генной инженерии, опыты по выращиванию тканей в невесомости, развитие технологий биобатарей, а так же связанные с этим проекты по переработке отходов в биотопливо — метан и бутан — определенно могут сыграть свою роль в развитии экологических технологий, если и не сами по себе, то как минимум подогревая интерес к этой важной сфере.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus

Главные новости

23.08 18:50 Три сотрудника «Крестов-2» в Петербурге лишились работы. ФСИН подтвердила факт пыток в СИЗО
23.08 18:22 Disney взял бездомного пса на главную роль в экранизации «Леди и Бродяги»
23.08 17:38 Умер миллиардер Дэвид Кох
23.08 17:06 Чиновники и полиция угрожают жителям Кузбасса штрафами за плакаты «Мы любим Россию за красоту и природу»
23.08 16:19 Члена кущевской банды Цеповяза перевели в омскую колонию
23.08 15:48 Хоккеиста сборной России Евгения Кузнецова дисквалифицировали за кокаин
23.08 15:21 Главе Калининградской области предложили взятку за строительство мусороперерабатывающего завода. Он отказался
23.08 13:54 Роспотребнадзор: в южных регионах России опасных комаров нет
23.08 13:28 Росгвардия хочет получить право на изъятие домов и земель. Ранее этого добились ФСБ и ФСО
23.08 13:09 Пять пострадавших на акциях 27 июля и 3 августа обратились в СК
23.08 12:50 Росгвардия закупила у университета спецназа в Чечне багги по завышенным ценам. Поставщик связан с партнером фонда Кадырова
23.08 12:30 Нанотермометр способен измерить температуру отдельной клетки
23.08 12:02 Россия и Украина опять обсуждают обмен пленными. Вышинского и Сенцова в списках нет
23.08 11:30 Марроканский стегозавр отнял у китайского сородича титул древнейшего представителя своей группы
23.08 11:30 Составлен атлас активности генов возбудителя малярии
23.08 11:27 Чиновники с Ямала оказались самыми богатыми. Они зарабатывают больше 130 тысяч рублей
23.08 11:18 В Госдуме предложили поощрять врачей не за больных, а за здоровых пациентов
23.08 10:37 Работников группы ГАЗ переведут на четырехдневку из-за санкций
23.08 10:37 С перил Крымского моста срезали первый «свадебный» замок. Он провисел всего два дня
23.08 10:11 Последняя зарубежная авиакомпания, летающая на SSJ100, пытается их продать
23.08 10:07 РБК: зарплаты бюджетников дотягивают до майских указов только в четырех регионах
23.08 09:46 «Уральские авиалинии» вновь массово задерживают вылеты и прилеты в Екатеринбург
23.08 09:45 Под детской площадкой скрывалась гробница эпохи Тан
23.08 09:29 Навальный вышел на свободу. Он отбывал 30 суток за призыв участвовать в акции 27 июля
23.08 09:10 Воронеж и Ставрополь – самые «выгодные» города для студентов
23.08 08:59 Создатели продолжения «Вия 3D» подали в суд на Шварценеггера и Джеки Чана
23.08 08:45 Трех полицейских в Екатеринбурге обвинили в изнасиловании девушки
23.08 08:38 AliExpress разрешил россиянам возвращать покупки без объяснения причин
23.08 08:19 Борис Джонсон закинул ногу на стол перед Макроном в Елисейском дворце
23.08 07:47 Летевший в Петербург авиалайнер SmartAvia вернулся в Самару
23.08 07:28 Дагестанский чиновник «состарил» себя на 34 года, чтобы получить пенсию
23.08 07:15 За 10 лет число молодых россиян, взявших ипотеку, выросло на треть
23.08 06:51 Госдеп США официально отказал Турции в продаже комплексов ПРО
23.08 06:38 Apple покажет три новых модели iPhone в сентябре
23.08 06:16 Пять человек погибли из-за давки на рэп-концерте в Алжире
23.08 05:50 Трамп передумал урезать объем финансовой помощи другим странам
23.08 05:39 Росстат: за восемь лет в России стало втрое больше долгожителей
23.08 05:32 Из-за глобального потепления в Крым перебрались опасные комары из жарких стран
22.08 18:57 Суд заморозил иск метрополитена к организаторам протестных митингов в Москве
22.08 18:33 Российским производителям мороженого, консервов и шоколада пообещали льготные кредиты
22.08 18:07 Московские избиркомы не смогли договориться с военными о видеонаблюдении на выборах
22.08 17:46 Столичная служба такси подала три иска к организаторам несанкционированных акций
22.08 17:22 Дым от поджогов в Сан-Паулу превратил день в ночь. Видео
22.08 16:53 ФБК нашел у главного антикоррупционера Москвы квартиру за 200 млн рублей
22.08 15:59 Правительство начало проработку сокращения рабочей недели. Профсоюзы настаивают на сохранении прежней зарплаты
22.08 15:04 Ученики российских школ начнут изучать психологию с 1 сентября
22.08 14:45 Следователи возбудили уголовное дело после матча «Чайки» с «Черноморцем»
22.08 14:15 Фадеев официально запретил Наргиз исполнять его песни. Певица отказалась отменять гастрольный тур
22.08 13:45 Компания «Анкор» подала иск к сотруднику ФБК по адресу премьер-министра Медведева
22.08 13:13 Суд в Москве арестовал муниципального депутата Галямину еще на 10 суток
«АвтоВАЗ» «ВКонтакте» «Газпром» «Зенит» «Мемориал» «Мистраль» «Оборонсервис» «Роснефть» «Спартак» «Яблоко» Абхазия Австралия Австрия Азербайджан Антимайдан Аргентина Арктика Армения Афганистан Аэрофлот Башкирия Белоруссия Бельгия Бразилия ВВП ВКС ВМФ ВПК ВТБ ВЦИОМ Ватикан Великобритания Венгрия Венесуэла Владивосток Внуково Волгоград ГИБДД ГЛОНАСС Генпрокуратура Германия Голливуд Госдеп Госдума Греция Гринпис Грузия ДТП Дагестан Домодедово Донецк ЕГЭ ЕСПЧ Евровидение Еврокомиссия Евромайдан Евросоюз Египет Екатеринбург ЖКХ Израиль Ингушетия Индия Индонезия Интерпол Ирак Иран Испания Италия Йемен КНДР КПРФ Казань Казахстан Калининград Камчатка Канада Каталония Кемерово Киев Киргизия Китай Коми Конституция Кремль Крым Куба Курилы ЛГБТ ЛДПР Латвия Ливия Литва Лондон Луганск МВД МВФ МГУ МКС МОК МЧС Малайзия Мексика Минздрав Минкомсвязи Минкульт Минобороны Минобрнауки Минпромторг Минсельхоз Минск Минтранспорта Минтруд Минфин Минэкономразвития Минэнерго Минюст Молдавия Мосгордума Мосгорсуд Москва НАСА Нигерия Нидерланды Новосибирск Норвегия ОБСЕ ООН ОПЕК Одесса ПДД Пакистан Паралимпиада Париж Пентагон Польша Приморье РАН РЖД РПЦ РФС Росавиация Роскомнадзор Роскосмос Роспотребнадзор Россельхознадзор Россия Росстат СМИ СССР США Сахалин Сбербанк Севастополь Сербия Сирия Сколково Славянск Сочи Таджикистан Таиланд Татарстан Трансаэро Турция УЕФА Узбекистан Украина ФАС ФБР ФИФА ФСБ ФСИН ФСКН Филиппины Финляндия Франция Харьков ЦИК ЦРУ ЦСКА Центробанк Чехия Чечня Швейцария Швеция Шереметьево Эбола Эстония ЮКОС Якутия Яндекс Япония авиакатастрофа автопром алкоголь амнистия армия археология астрономия аукционы банкротство беженцы бензин беспилотник беспорядки биатлон бизнес бокс болельщики вандализм взрыв взятка вирусы вузы выборы гаджеты генетика гомосексуализм госбюджет госзакупки госизмена деньги дети доллар допинг драка евро журналисты законотворчество землетрясение импорт инвестиции инновации интернет инфляция ипотека искусство ислам исследования история казнь кино кораблекрушение коррупция космос кража кредиты культура лингвистика литература медиа медицина метро мигранты монархия мошенничество музыка наводнение налоги нанотехнологии наркотики наука недвижимость некролог нефть образование обрушение общество ограбление оппозиция опросы оружие офшор палеонтология педофилия пенсия пиратство планетология погранвойска пожар полиция похищение правительство право православие преступность продовольствие происшествия ракета рейтинги реклама религия ретейл робототехника рубль санкции связь сепаратизм следствие смартфоны социология спецслужбы спутники страхование стрельба строительство суды суицид тарифы театр телевидение теракт терроризм технологии транспорт туризм убийство фармакология физика фоторепортаж футбол хакеры химия хоккей хулиганство цензура школа шпионаж экология экономика экспорт экстремизм этология «Единая Россия» «Исламское государство» «Нафтогаз Украины» «Правый сектор» «Северный поток» «Справедливая Россия» «болотное дело» Александр Лукашенко Александр Новак Александр Турчинов Алексей Кудрин Алексей Навальный Алексей Улюкаев Амурская область Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антон Силуанов Аркадий Дворкович Арсений Яценюк Барак Обама Басманный суд Башар Асад Белый дом Борис Немцов Валентина Матвиенко Верховная Рада Верховный суд Виктор Янукович Виталий Мутко Владимир Жириновский Владимир Зеленский Владимир Маркин Владимир Мединский Владимир Путин Вячеслав Володин Дальний Восток День Победы Дмитрий Медведев Дмитрий Песков Дмитрий Рогозин Дональд Трамп Евгения Васильева Забайкальский край Интервью ученых Ирина Яровая Иркутская область История человечества Кирилл Серебренников Конституционный суд Космодром Байконур Краснодарский край Красноярский край Ксения Собчак Ленинградская область МИД России Мария Захарова Михаил Прохоров Михаил Саакашвили Михаил Ходорковский Московская область Мурманская область Надежда Савченко Николас Мадуро Нобелевская премия Новосибирская область Новый год Олимпийские игры Ольга Голодец Павел Дуров Палестинская автономия Папа Римский Первый канал Пермский край Петр Порошенко Почта России Приморский край Рамзан Кадыров Реджеп Эрдоган Республика Карелия Ростовская область Саратовская область Саудовская Аравия Свердловская область Сергей Лавров Сергей Нарышкин Сергей Полонский Сергей Собянин Сергей Шойгу Следственный комитет Совбез ООН Совет Федерации Ставропольский край Счетная палата Тереза Мэй Франсуа Олланд Хабаровский край Хиллари Клинтон Человек дня Челябинская область Черное море Эдвард Сноуден Элла Памфилова Эльвира Набиуллина Южная Корея Юлия Тимошенко Юрий Чайка авторское право администрация президента акции протеста атомная энергия баллистические ракеты банковский сектор биология большой теннис визовый режим военная авиация выборы губернаторов газовая промышленность гражданская авиация гуманитарная помощь декларации чиновников дороги России информационные технологии климат Земли компьютерная безопасность космодром Восточный крушение вертолета легкая атлетика лесные пожары междисциплинарные исследования мобильные приложения морской транспорт некоммерческие организации общественный транспорт патриарх Кирилл пенсионная реформа пищевая промышленность права человека правозащитное движение преступления полицейских публичные лекции российское гражданство русские националисты русский язык сельское хозяйство сотовая связь социальные сети стихийные бедствия телефонный терроризм уголовный кодекс фигурное катание финансовый рынок фондовая биржа химическое оружие эволюция экономический кризис ядерное оружие Великая Отечественная война Вторая мировая война Ирак после войны Ким Чен Ын Революция в Киргизии Российская академия наук Стихотворения на случай Федеральная миграционная служба Федеральная таможенная служба борьба с курением выборы мэра Москвы здравоохранение в России связь и телекоммуникации тюрьмы и колонии Совет по правам человека аварии на железной дороге естественные и точные науки закон об «иностранных агентах» компьютеры и программное обеспечение видеозаписи публичных лекций «Полит.ру» Новые технологии, инновации Сочи 2014 Кабардино-Балкария Левада-Центр Нью-Йорк Санкт-Петербург отставки-назначения шоу-бизнес Ростов-на-Дону ЧМ-2018 Книга. Знание ВИЧ/СПИД Apple Bitcoin Boeing Facebook G20 Google iPhone IT NATO PRO SCIENCE видео ProScience Театр Pussy Riot Telegram Twitter Wikileaks

Редакция

Электронная почта: [email protected]
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2019.