Попай тянется за банкой шпината в кадре из неопознанного фильма <em> Попай </em>, гр.  1945. Ученые из Американского университета считают, что зелень может помочь в питании топливных элементов будущего.»/><figcaption class=
Увеличить / Папай тянется за банкой шпината в кадре из неопознанного Попай фильм, c. 1945. Ученые из Американского университета считают, что зелень может помочь в питании топливных элементов будущего.

Paramount Pictures / любезно предоставлено Getty Image

Когда дело доходит до эффективного топливные элементы, все дело в катализаторе. Хороший катализатор приведет к более быстрым и эффективным химическим реакциям и, таким образом, к увеличению выхода энергии. В современных топливных элементах обычно используются катализаторы на основе платины. Но ученые из Американского университета верю, что шпинат— считается «суперпродуктом», потому что он так насыщен питательными веществами, — мог бы стать отличным возобновляемым богатым углеродом катализатором, основываясь на их экспериментальных экспериментах, описанных в недавняя статья опубликовано в журнале ACS Omega. Папай определенно одобрит.

У шпината удивительно долгая история науки; понятие эксплуатации своего фотосинтетический и электрохимические свойства существуют уже около 40 лет. Шпинат в изобилии, дешев, его легко выращивать, он богат железом и азотом. Много (много!) Лет назад, будучи подающим надежды молодым научным писателем, я присутствовал на конференции с докладом физика Элиаса Гринбаума (тогда работавшего в Национальных лабораториях Окриджа) о его исследования, связанные со шпинатом. В частности, его интересовали основанные на белке «реакционные центры» в листьях шпината, которые являются основным механизмом фотосинтеза — химического процесса, с помощью которого растения превращают углекислый газ в кислород и углеводы.

Читайте также:
Oppo A33 (2020) получает сертификат NBTC, запуск кажется неизбежным

Есть два типа реакционных центров. Один тип, известный как фотосистема 1 (PS1), преобразует углекислый газ в сахар; другая, фотосистема 2 (PS2), расщепляет воду с образованием кислорода. Большой научный интерес представляет PS1, который действует как крошечная светочувствительная батарея, поглощая энергию солнечного света и испуская электроны с почти 100-процентной эффективностью. PS1 способны генерировать индуцированный светом поток электричества за доли секунды.

Конечно, это не огромная мощность, но ее достаточно, чтобы однажды запустить небольшие молекулярные машины. Работа Гринбаума обещали создать искусственную сетчатку, например, заменить поврежденные клетки сетчатки светочувствительными PS1 для восстановления зрения у людей, страдающих дегенеративным заболеванием глаза. Поскольку PS1 можно настроить так, чтобы они вели себя как диоды, пропускающие ток в одном направлении, но не в другом, их можно использовать для построить логические ворота для элементарного компьютерного процессора, если бы можно было соединить их с помощью проводов размером с молекулу, сделанных из углеродных нанотрубок.

Гринбаум — лишь один из многих исследователей, интересующихся шпинатом. Например, в 2012, ученые из Университета Вандербильта комбинированные PS1 с кремнием, чтобы получить уровни тока почти в 1000 раз выше, чем достигаются при нанесении белковых центров на металлы, наряду с умеренным увеличением напряжения. Цель заключалась в том, чтобы в конечном итоге создать «биогибридные» солнечные элементы, которые могли бы конкурировать со стандартными кремниевыми солнечными элементами с точки зрения уровней напряжения и тока.

Помимо реакционных центров, у шпината есть и другие интересные свойства. Например, Документ 2014 г. китайские исследователи сообщили об экспериментах по сбору активированного угля из шпината для электродов конденсатора, в то время как только в декабре прошлого года, другая группа китайских ученых исследовала потенциал создания нанокомпозитов на основе шпината, которые могли бы служить фотокатализаторами.

Читайте также:
Приложение Hidgets отображает информацию о вашем здоровье на главном экране iOS 14.