المواد الشفاء الذاتي يمكن أن يبني نفسه من الكربون في الهواء: أخذ صفحة من النباتات الخضراء, البوليمر الجديد "ينمو" من خلال تفاعل كيميائي مع ثاني أكسيد الكربون.

والمواد المصممة من قبل المهندسين الكيميائيين MIT يمكن أن تتفاعل مع غاز ثاني أكسيد الكربون من الجو, ينمو, تعزيز, وحتى إصلاح نفسها. البوليمر, في يوم من الأيام التي قد يتم استخدامها في بناء أو ترميم المواد أو الدهانات الواقية, يحول باستمرار غازات الاحتباس الحراري في المواد الكربونية التي تعزز نفسها.

الإصدار الحالي من المواد الجديدة هو هلامية مادة الاصطناعية التي تنفذ عملية كيميائية مشابهة لطريقة النباتات تتضمن ثاني أكسيد الكربون من الهواء إلى أنسجة الذين تتزايد أعدادهم. المادة قد, فمثلا, أن يتم في لوحات مصفوفة خفيفة الوزن التي يمكن أن يتم شحنها إلى موقع البناء, حيث أنها تتصلب وترسيخ فقط من التعرض للهواء وأشعة الشمس, وبالتالي توفير في الطاقة وتكاليف النقل.

يوصف هذا الاكتشاف في ورقة في مجلة مواد متطورة, البروفيسور مايكل Strano, مرحلة ما بعد الدكتوراه سيون-يونغ كواك, وثمانية آخرين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وجامعة كاليفورنيا في ريفرسايد

"هذا هو مفهوم جديد تماما في علوم المواد,"يقول Strano, والكربون C. أستاذ Dubbs الهندسة الكيميائية. "ما نسميه المواد التلاعب بنتائج الكربون لا وجود لها بعد اليوم" خارج نطاق البيولوجي, هو يقول, المواد التي يمكن ان تتحول ثاني أكسيد الكربون في الهواء المحيط إلى مادة صلبة واصفا, شكل مستقر, فقط باستخدام قوة أشعة الشمس, تماما كما تفعل النباتات.

تطوير المواد الاصطناعية التي تتجنب استخدام الوقود الأحفوري لإنشائها ليس فقط, ولكن في الواقع تستهلك ثاني أكسيد الكربون من الجو, له فوائد واضحة للبيئة والمناخ, ويشير الباحثون الى. "تخيل المواد الاصطناعية التي يمكن أن تنمو مثل الأشجار, أخذ الكربون من غاز ثاني أكسيد الكربون وإدراجه في العمود الفقري المواد ل,"يقول Strano.

والمادي للفريق المستخدمة في هذه التجارب الأولية إثبات صحة مفهوم لم الاستفادة من العنصر البيولوجي واحدة - البلاستيدات الخضراء, مكونات-تسخير الضوء داخل الخلايا النباتية, التي الباحثون الحصول عليها من أوراق السبانخ. البلاستيدات الخضراء ليست على قيد الحياة ولكن تحفيز رد فعل ثاني أكسيد الكربون إلى جلوكوز. البلاستيدات الخضراء المعزولة غير مستقرة تماما, وهذا يعني أنها تميل إلى أن تتوقف عن العمل بعد بضع ساعات عند إزالتها من المصنع. في ورقتهم, Strano ومعاونوه تثبت طرق لزيادة كبيرة في عمر الحفاز من البلاستيدات الخضراء استخراج. في الأعمال الجارية والمستقبلية, يتم استبدال بلاستيدات الخضراء من المحفزات التي هي غير بيولوجية في الأصل, يفسر Strano.

المواد الباحثون استخدامها, مصفوفة هلام تتألف من البوليمر المصنوعة من methacrylamide أمينو (APMA) والجلوكوز, انزيم يسمى الجلوكوز أوكسيديز, والبلاستيدات الخضراء, يصبح أقوى كما أنه يشتمل على الكربون. وحتى الآن لم قوية بما فيه الكفاية لاستخدامها كمادة بناء, على الرغم من أنه قد تكون بمثابة ملء الكراك أو مواد الطلاء, ويقول الباحثون.

وقد عمل فريق من الطرق لإنتاج مواد من هذا النوع من قبل طن, وتركز الآن على تحسين خصائص المواد ل. تطبيقات تجارية مثل الطلاء الشفاء الذاتي وملء الكراك قابلة للتحقيق في المدى القريب, يقولون, في حين أن هناك حاجة إلى التقدم إضافية في العمود الفقري الكيمياء وعلوم المواد قبل مواد البناء، ويمكن تطوير المركبة.

واحد الميزة الرئيسية لهذه المواد هي أنها ستكون على أنفسهم بإصلاح عند التعرض لأشعة الشمس أو بعض الإضاءة في الأماكن المغلقة, يقول Strano. إذا تم خدش السطح أو تصدع, تنمو المنطقة المصابة إلى سد الثغرات وإصلاح الأضرار, دون الحاجة إلى أي عمل خارجي.

في حين لم يكن هناك جهد واسع النطاق لتطوير مواد الشفاء الذاتي التي يمكن أن تحاكي هذه القدرة من الكائنات البيولوجية, ويقول الباحثون, هذه قد يطلب من جميع مدخلا الخارجي النشط إلى وظيفة. تدفئة, أشعة فوق البنفسجية, الضغط الميكانيكى, أو هناك حاجة إلى المعالجة الكيميائية لتفعيل عملية. على نقيض ذلك, هذه المواد تحتاج أي شيء لكن الضوء المحيط, وأنها تتضمن كتلة من الكربون في الغلاف الجوي, وهو موجود في كل مكان.

المادة يبدأ كسائل, يقول كواك, مضيفا, "من المثير أن مشاهدته لأنه يبدأ في النمو والكتلة" في شكل صلب.

"علم المواد لم تنتج أي شيء من هذا القبيل,"يقول Strano. "هذه المواد تحاكي بعض جوانب شيء المعيشة, على الرغم من انها ليست استنساخ ". وبسبب هذا الاكتشاف يفتح مجموعة واسعة من الممكن بحث المتابعة, الولايات المتحدة. وزارة الطاقة وترعى برنامج جديد من إخراج Strano على مواصلة تطويرها.

"عملنا يظهر أن ثاني أكسيد الكربون لا يلزم أن يكون محض عبء وتكلفة,"يقول Strano. "وهو أيضا فرصة في هذا الصدد. هناك الكربون في كل مكان. نحن نبني العالم مع الكربون. مصنوعة من الكربون البشر. مما يجعل المواد التي يمكن الوصول إلى الكربون وفرة في كل مكان حولنا هو فرصة كبيرة لعلوم المواد. في هذا الطريق, عملنا هو في جعل المواد التي ليست فقط خالية من الكربون, ولكن الكربون سلبي ".

مصدر:

HTTP://news.mit.edu, ديفيد L. الشماع