26 ноября 2020, четверг, 22:23
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

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

Главные новости

21:55 «Вконтакте» начал отмечать страницы умерших пользователей
21:00 В Армении нашли мертвым российского военнослужащего
20:26 Глава Туркменистана распорядился перекрасить в белый черные детали всех автомобилей страны
20:05 ВОЗ: из-за недостатка физической нагрузки за год умирают около 5 млн человек
19:36 Собянин: иммунитет к коронавирусу есть почти у половины жителей столицы, но это не гарантирует защиты от повторного заражения
19:16 Бывший замначальника ФСИН Максименко задержан по обвинению в злоупотреблении полномочиями
18:23 Десятки полицейских устроили митинг в Кизляре. Силовики требуют освободить главу местной полиции Исаева — его обвинили в терроризме
18:13 Немецкая полиция освободила мужчину, который накануне врезался в ворота резиденции Меркель
18:13 Вице-премьер Хуснуллин: пять регионов полностью решили проблему обманутых дольщиков
17:41 Суд отправил в СИЗО троих лидеров «Свидетелей Иеговы», одного оставил под домашним арестом
17:22 В вагонах «Сапсанов» с 2022 года появятся купе
16:55 Шведский принц Карл Филипп и принцесса София заразились коронавирусом
16:54 Власти Франции запретили кататься на горнолыжных курортах в рождественские каникулы
16:20 Задержанным лидерам «Свидетелей Иеговы» предъявили обвинения по экстремистской статье
16:04 С момента начала пандемии 137 депутатов Госдумы заразились коронавирусом
15:48 Мэр Киева Кличко выпустил книгу своих «крылатых оговорок» с иллюстрациями
15:36 Во Франции троих школьников обвинили в соучастии в убийстве преподавателя, который демонстрировал карикатуры на Мухаммеда
15:00 Правительство Грузии вводит новые антиковидные ограничения
14:06 Disney уволит 32 тыс. работников из-за пандемии. Большую часть из Диснейлендов
14:05 Врач из Твери продавала через Instagram «чек-лист по лечению коронавируса» за 950 рублей
14:00 Опрос: каждый десятый россиянин боится, что «за ним придут» из-за шуток о политике в интернете
14:00 Фокусируемый ионный луч и электронный микроскоп помогут изучить наноструктуру почвы
12:50 В Петербурге наградили за развитие города чиновника, уволенного в связи с утратой доверия
12:49 Суд приговорил главу российской ячейки «Аум синрике» к 15 годам колонии
12:15 «Коммерсант»: в России стали есть больше хлеба из-за падения доходов
12:10 Российский мультсериал «ДиноСити» покажут в Великобритании и Ирландии
12:00 Четыре работы Джона Констебля два века пролежали в семейном альбоме
11:38 Исследование: треть россиян не умеют пользоваться порталом Госуслуг
11:08 Бывшего соратника Тесака задержали в Индонезии по запросу российских властей
11:03 В России зарегистрировали 25 487 новых случаев заражения коронавирусом. Это новый максимум с начала пандемии
10:49 В Якутии задержали ректора университета. Его подозревают в получении 250 млн рублей на обучение несуществующих студентов
10:31 Facebook заплатила штраф в 4 млн рублей за нарушение закона о персональных данных
10:30 При нехватке пищи гусеницы бабочек-монархов лезут в драку
10:29 Минздрав Турции сообщил о третьей волне пандемии в стране
10:09 В Москве до 15 января продлили самоизоляцию для пожилых людей и «удаленку»
09:51 В Кузбассе пятый день продолжается режим «черного неба»
09:23 Новая энергоавария во Владивостоке опять оставила без света местных жителей
09:01 В мире коронавирусом заразились около 60,4 млн человек, свыше 1,42 млн умерли
08:32 В Евпатории отключили горячую воду до конца года
08:00 Умер начальник Главного управления глубоководных исследований Минобороны вице-адмирал Буриличев
07:30 Трамп помиловал своего экс-советника Флинна. Его обвиняли в тайных переговорах с послом России
07:00 Актрису Светлану Светличную госпитализировали с инсультом
06:30 Мадс Миккельсен заменит Джонни Деппа в «Фантастических тварях 3»
06:00 В США умер бывший президент Всемирного банка Джеймс Вулфенсон
05:30 В Москве за сутки умерли 73 пациента с коронавирусом
00:01 Вадим Хамутцких
25.11 21:55 Заключенные в Калифорнии устроили крупнейшее мошенничество в истории штата. Они получали пособие по безработице прямо в тюрьме
25.11 21:03 В Подмосковье открыли 18 пунктов вакцинации от коронавируса
25.11 20:51 Белый дом подготовил новый пакет санкций против Минобороны РФ
25.11 20:00 На берег островов Новой Зеландии выбросились более 120 дельфинов. Выживших усыпили местные спасатели
«АвтоВАЗ» «ВКонтакте» «Газпром» «Зенит» «Мемориал» «Мистраль» «Оборонсервис» «Роснефть» «Спартак» «Яблоко» Абхазия Австралия Австрия Азербайджан Антимайдан Аргентина Арктика Армения Афганистан Аэрофлот Башкирия Белоруссия Бельгия Болгария 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 Дания 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 Кипр Киргизия Китай Коми Конституция Красноярск Кремль Крым Куба Курилы ЛГБТ ЛДПР Латвия Ливия Литва Лондон Луганск МВД МВФ МГУ МКС МОК МЧС Малайзия Мексика Минздрав Минкульт Минобороны Минобрнауки Минпромторг Минсельхоз Минск Минтранспорта Минтруд Минфин Минцифры Минэкономразвития Минэнерго Минюст Молдавия Мосгордума Мосгорсуд Москва НАСА Нигерия Нидерланды Новосибирск Норвегия ОБСЕ ООН ОПЕК Одесса Омск ПДД Пакистан Паралимпиада Париж Пентагон Польша Приморье РАН РЖД РПЦ РФС Росавиация Росгвардия Роскомнадзор Роскосмос Роспотребнадзор Россельхознадзор Россия Росстат Ростех Ростуризм 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 Хакасия Харьков ЦИК ЦРУ ЦСКА Центробанк Чехия Чечня Швейцария Швеция Шереметьево Эбола Эстония ЮКОС Якутия Яндекс Япония авиакатастрофа автопром алкоголь амнистия арест армия археология астрономия аукционы бактерии банкротство беженцы безработица бензин беспилотник беспорядки биатлон бизнес благотворительность блогосфера бокс болельщики вандализм взрыв взятка вирусы вузы выборы гаджеты генетика гомосексуализм госбюджет госзакупки госизмена деньги дети доллар допинг драка евро журналисты законотворчество здоровье землетрясение изнасилование импорт инвестиции инновации интернет инфляция ипотека искусство ислам исследования история казнь кино кораблекрушение коронавирус коррупция космос кража кредиты культура лингвистика литература математика медиа медицина метро мигранты монархия мошенничество музыка наводнение налоги нанотехнологии наркотики наука недвижимость нейробиология 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 смертность социология спецслужбы спутники статистика 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 Алтайский край Амурская область Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антон Силуанов Аркадий Дворкович Арсений Яценюк Астраханская область Барак Обама Басманный суд Башар Асад Белый дом Борис Немцов Бутовский полигон 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 Калужская область Кирилл Серебренников Кировская область 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 Наталья Поклонская Нижний Новгород Николас Мадуро Нобелевская премия Новосибирская область Новый год Олег Дерипаска 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 Эммануэль Макрон 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 хроники обнуления 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 рейтинг Forbes Аль-Каида Кабардино-Балкария Левада-Центр Нью-Йорк Санкт-Петербург отставки-назначения шоу-бизнес Ростов-на-Дону ЧМ-2018 Книга. Знание ВИЧ/СПИД Путин20летназад новость20летназад Apple Bitcoin Boeing Facebook G20 Google iPhone IT Microsoft NATO PRO SCIENCE видео ProScience Театр Pussy Riot Telegram Twitter Wikileaks YouTube

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
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, 1998–2020.