Пейдонг Янг, преподаватель химии в Беркли и соруководителя энергии школы Kavli Институт NanoSciences, возглавляет команду, которая создала искусственный лист, который производит метан, основной компонент природного газа, используя комбинацию полупроводниковых нанопроводов и бактерий. Исследование, детализированное в выпуске онлайн Слушаний Национальной академии наук в августе, основывается на подобной гибридной системе, также недавно созданной Янгом и его коллегами, которые привели к бутанолу, компоненту в бензине и множеству биохимических стандартных блоков.Исследование – важный шаг вперед к синтетическому фотосинтезу, типу солнечной энергии на основе способности заводов преобразовать солнечный свет, углекислый газ и воду в сахар.
Вместо сахара, однако, синтетический фотосинтез стремится произвести жидкие виды топлива, которые могут быть сохранены в течение многих месяцев или лет и распределены через существующую энергетическую инфраструктуру.В обсуждении за круглым столом его недавних прорывов и будущего синтетического фотосинтеза, Янг сказал, что его гибридные неорганические/биологические системы дают исследователям новые инструменты, чтобы изучить фотосинтез – и изучить его тайны.«Мы способны производить электроны от света эффективно, но химический синтез всегда ограничивал наши системы в прошлом.
Одна цель этого эксперимента состояла в том, чтобы показать, что мы могли объединить бактериальные катализаторы с полупроводниковой технологией. Это позволяет нам понять и оптимизировать действительно синтетическую систему фотосинтеза», сказал он Фонду Kavli.
Доли высоки.«Горение ископаемого топлива помещает углекислый газ в атмосферу намного быстрее, чем естественный фотосинтез может вынуть его. Система, которая тянет каждый углерод, который мы сжигаем воздуха и преобразовываем его в топливо, является действительно нейтральным углеродом», добавил Томас Мур, который также участвовал в круглом столе.
Мур – преподаватель химии и биохимии в Университете штата Аризона, куда он ранее возглавил Центр Биоэнергии & Фотосинтеза.В конечном счете исследователи надеются создать совершенно синтетическую систему, которая более прочна и эффективна, чем ее естественный коллега.
Чтобы сделать это, им нужны образцовые системы, чтобы изучить лучшие проекты природы, особенно катализаторы, которые преобразовывают воду и углекислый газ в сахар при комнатных температурах.«Это не об имитации природе непосредственно или буквально», сказал Тед Сарджент, вице-декан исследования для Факультета прикладной науки и Разработки в Университете Торонто.
Он был третьим участником круглого стола.«Вместо этого это об изучении рекомендаций природы, ее правил о том, как сделать неотразимо эффективный и отборный катализатор и затем использование этого понимания, чтобы создать лучше спроектированные решения».
«Сегодня, природа сделала, чтобы мы бились», добавил Сарджент. «Но это также захватывающе, потому что природа доказывает, что это возможно».