فتوسنتز طبیعی، با برگی مصنوعی
فتوسنتز طبیعی، با برگی مصنوعی
مجله علمی ایلیاد - برگ مصنوعی که محققین در آزمایشگاه ساخته‌اند تا ۱۰ برابر بیشتر از برگ طبیعی دیاکسیدکربن را جذب و تبدیل به سوخت می‌کند. دانشمندان اکنون راهی پیشنهاد داده‌اند که بتوان این برگ‌های مصنوعی را خارج از محیط آزمایشگاهی نیز مورد استفاده قرار داد. برگ‌های مصنوعی در واقع فوتوسنتز را شبیه‌سازی می‌کنند. در این فرآیند، گیاهان با استفاده از انرژی خورشید، دیاکسیدکربن هوا را به کربوهیدرات تبدیل کرده و از آن تغذیه می‌کنند. بهترین برگ‌های مصنوعی که تا کنون ساخته شده است نیز فقط می‌تواند در آزمایشگاه عمل کند، زیرا مواد مصرفی مورد نیاز آن‌ها دیاکسیدکربن خالص و تحت فشار است.
اکنون متخصصین دانشگاه ایلینوی شیکاگو، راهی پیشنهاد داده‌اند که بتوان این برگ‌ها را به محیط بیرون آورد. یافته‌های آن‌ها در مجله‌ی ACS Sustainable Chemistry & Engineering به چاپ رسیده است. «مینش سینگا» پروفسور مهندسی شیمی از دانشکده‌ی مهندسی ایلینویز، می‌گوید: «تا کنون برگ‌های مصنوعی باید از دیاکسیدکربن غلیظ و فشرده استفاده می‌کردند؛ برای استفاده‌ی آن‌ها در هوای بیرون، باید به نحوی بهبود پیدا کنند که از محیط رقیق‌تر مانند گاز اگزوز ماشین‌ها و هوای بیرون نیز بتوانند تغذیه کنند.»
به این منظور، برگ‌ها باید راهی برای جمع‌آوری و تغلیظ دیاکسیدکربن داشته باشند. سینگا و همکارش، «پراجاپاتی» راه جدیدی برای این مساله ارائه داده‌اند. آن‌ها برگ مصنوعی را درون یک کپسول شفاف ساخته شده از رزینی با عبوردهی متوسط قرار می‌دهند و کپسول را از آب پُر می‌کنند. عبوردهی رزین باعث می‌شود آب بتواند از منافذ آن تبخیر شود. آب در زمان تبخیر شدن به‌صورت انتخابی دیاکسیدکربن را به درون کپسول می‌کشد. یک واحد فوتوسنتز مصنوعی درون کپسول، دیاکسیدکربن را به مونواکسیدکربن تبدیل می‌کند. طی این فرآیند اکسیژن نیز تولید می‌شود که می‌تواند جمع‌آوری و در محیط پخش شود.
سینگا می‌گوید: «با قرار دادن برگ مصنوعی درون این کپسول آب می‌توان آن‌را درون محیط بیرون نیز کار گذاشت.» بر اساس محاسبات محققین، ۳۶۰ برگ به طول ۱.۷ متر و عرض ۲۰ سانتی‌متر می‌توانند نیم تُن مونواکسیدکربن تولید کنند. این تعداد برگ می‌تواند دیاکسیدکربن موجود در سطحی به مساحت ۵۰۰ متر مربع را تا ۱۰ درصد کاهش دهد. سینگا می‌گوید: «طراحی مفهومی ارائه شده توسط ما از مواد و تکنولوژی‌های موجود کنونی استفاده کرده است و می‌تواند نقش مهمی در کاهش گازهای گلخانه‌ای هوا داشته باشد.»
نوشته: ScienceDaily
ترجمه: امید محمدی – مجله علمی ایلیاد