اين برگ مصنوعي آلودگي را به انرژي تبديل مي‌كند
پژوهشگران دانشگاه كمبريج يك «برگ مصنوعي» خورشيدي ساخته‌اند كه مانند فرآيند فتوسنتز در گياهان عمل مي‌كند و مواد شيميايي ارزشمند را به‌صورت پايدار توليد مي‌كند.
پژوهشگران دانشگاه كمبريج يك «برگ مصنوعي» خورشيدي ساخته‌اند كه مانند فرآيند فتوسنتز در گياهان عمل مي‌كند و مواد شيميايي ارزشمند را به‌صورت پايدار توليد مي‌كند. اين دستگاه زيست‌هيبريدي با تركيب نيمه‌هادي‌هاي آلي و آنزيم‌ها، دي‌اكسيد كربن و نور خورشيد را با بازده بالا به «فرمات» تبديل مي‌كند. اين فناوري بادوام و غيرسمي است و بدون نياز به سوخت‌هاي فسيلي كار مي‌كند و مي‌تواند راه را براي صنايع شيميايي سبزتر هموار كند. به گزارش ايسنا، صنايع شيمي مسوول حدود ۶ درصد از كل انتشار كربن در جهان هستند. اكنون گروهي از دانشگاه كمبريج در حال بررسي روش‌هاي نوآورانه‌اي هستند كه مي‌تواند در آينده اين صنعت حياتي را از «سوخت‌هاي فسيلي» جدا كند. به نقل از ساينس ديلي، دستاورد آنها يك دستگاه تركيبي است كه پليمرهاي نوري (جاذب نور) را با آنزيم‌هاي باكتريايي تركيب مي‌كند تا نور خورشيد، آب و دي‌اكسيدكربن را به فرمات تبديل كند كه يك سوخت پاك است و مي‌تواند انرژي واكنش‌هاي شيميايي بعدي را تامين كند. اين «برگ نيمه‌مصنوعي» فرآيند طبيعي فتوسنتز را شبيه‌سازي مي‌كند و كاملا با انرژي خودش كار مي‌كند. برخلاف نمونه‌هاي قبلي كه به مواد سمي يا ناپايدار وابسته بودند، اين مدل زيست‌هيبريدي از مواد غيرسمي استفاده مي‌كند، بازده بالاتري دارد و بدون افزودني‌هاي شيميايي پايدار باقي مي‌ماند.
در آزمايش‌ها، اين گروه توانستند با نور خورشيد دي‌اكسيدكربن را به فرمات تبديل كنند و سپس از آن مستقيما در يك واكنش زنجيره‌اي براي ساخت تركيبي ارزشمند مورد استفاده در داروسازي با بازده و خلوص بالا استفاده كنند. اين نخستين‌باري است كه نيمه‌هادي‌هاي آلي به عنوان جزو جذب‌كننده نور در چنين سامانه زيست‌هيبريدي به كار رفته‌اند و اين مي‌تواند آغازگر نسل جديدي از برگ‌هاي مصنوعي دوستدار محيط‌زيست باشد. صنعت شيمي يكي از ستون‌هاي اقتصاد جهاني است و طيف وسيعي از كالاها را از دارو و كود گرفته تا پلاستيك، رنگ، محصولات الكترونيكي، مواد شوينده و بهداشتي توليد مي‌كند.
گروه تحقيقاتي سازنده اين برگ در زمينه توسعه برگ‌هاي مصنوعي تخصص دارد كه دستگاه‌هايي هستند كه نور خورشيد را بدون نياز به سوخت فسيلي به سوخت‌ها و تركيبات كربني تبديل مي‌كنند. اما بسياري از طراحي‌هاي قبلي آنها به كاتاليزورهاي مصنوعي يا نيمه‌هادي‌هاي معدني وابسته بودند كه يا سريع تجزيه مي‌شدند، بخش زيادي از طيف خورشيد را هدر مي‌دادند، يا حاوي عناصر سمي مانند سرب بودند. در اين دستگاه جديد، نيمه‌هادي‌هاي آلي با آنزيم‌هايي از باكتري‌هاي احياكننده سولفات تركيب شده‌اند تا آب را به هيدروژن و اكسيژن تجزيه كنند يا دي‌اكسيدكربن را به فرمات تبديل كنند. پژوهشگران همچنين چالشي قديمي را حل كرده‌اند: بيشتر سامانه‌ها براي فعال نگه داشتن آنزيم‌ها به افزودني‌هاي شيميايي به نام «بافر» نياز دارند كه پايداري را كاهش مي‌دهند. با تعبيه يك آنزيم كمكي، سيستم توانست در محلولي ساده شبيه آب گازدار بدون افزودني‌هاي ناسازگار با محيط‌زيست كار كند. آزمايش‌ها نشان دادند كه اين برگ مصنوعي جريان‌هاي قوي توليد مي‌كند و تقريبا با بازده كامل، الكترون‌ها را به واكنش‌هاي سوخت‌سازي هدايت مي‌كند. دستگاه بيش از ۲۴ ساعت بدون توقف كار كرد كه بيش از دو برابر مدل‌هاي پيشين بود. پژوهشگران قصد دارند دوام دستگاه را بيشتر كنند و آن را براي توليد انواع ديگر تركيبات شيميايي سازگار كنند.
