Наномоторы могут помочь очистить океаны от двуокиси углерода

Изменение климата оказывает огромное влияние на здоровье Мирового океана. В попытке найти решение для загрязнения океанов двуокисью углерода, наноинженеры в университете Калифорнии, Сан-Диего, разработали микромоторы, которые автономно двигаются через воду, удаляя СО2 и превращая его в полезный материал.

Наномашины меньше, чем ширина человеческого волоса, а их внешняя полимерная поверхность удерживает карбоангидразу - энзим, который содействует ускорению реакции между диоксидом углерода и водой для образования бикарбоната. К водному раствору добавляют хлорид кальция, чтобы помочь преобразовать бикарбонат в карбонат кальция. Автономное и непрерывное движение микромоторов сквозь воду также помогает процессу смешивания, что приводит к более быстрому преобразованию диоксида углерода.

Движение микромоторов обеспечивается добавлением небольшого количества перекиси водорода к раствору, который реагирует с их внутренней платиновой поверхностью и генерирует поток пузырьков кислорода, которые продвигают микромоторы сквозь воду со скоростью более 100 мкм в секунду.

Исследователи сообщают, что в лабораторных условиях микромоторам удалось удалить 90 процентов двуокиси углерода из раствора деионизированной воды в течение пяти минут.

Подобная эффективность также наблюдалась в растворе морской воды, где крошечные машины удалили 88 процентов двуокиси углерода. Как только работа выполнена, микромоторы могут быть восстановлены из водного раствора и повторно использованы для дальнейшего поглощения диоксида углерода.

Хотя водные растворы в проводимых экспериментах содержали только от двух до четырех процентов перекиси водорода, исследователи признают, что его использование в качестве топлива для микромоторов далеко от идеального решения. Необходимость в этой дополнительной добавке вместе с использованием платины в самих микромоторах, побудило наноинженеров изучить возможность разработки микромоторов по захвату углерода, которые могли бы использовать воду в качестве топлива.

«Если микромоторы могут использовать среду в качестве топлива, они будут более масштабируемыми, экологически чистыми и более дешевыми», сказал Кевин Кауфман (Kevin Kaufman), соавтор исследования и участник команды, возглавляемой профессором наноинженерии Джозефом Ваном (Kevin Kaufman), «В будущем, мы могли бы потенциально использовать эти микромоторы как часть системы очистки воды».

Facepla.net по материалам: jacobsschool.ucsd.edu

Комментарии: