کوی دانش - kooy

تبدیل متان به متانول توسط پلیمر چاپ شده به روش سه بعدی

تبدیل متان به متانول توسط پلیمر چاپ شده به روش سه بعدی
29 خرداد
11:15 1395
دانشمندان برای خلق اولین راکتوری که قادر به تولید مستمر متانول از متان در درجه حرارت و فشار عادی اتاق باشد، دست به ترکیب توأمان بیولوژی و پرینت سه بعدی زده اند. در تصویر فوق، سارا بیکر شیمی دان لابراتوار ملی لاورنس لیورمور، ویال کروماتوگرافی گازی را نگاه داشته است که از آن برای اندازه گیری مقدار متانول تولید شده توسط پلیمرِی با آنزیم جاسازی شده استفاده می شود. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

 تیم مزبور آنزیم ها را از methanotrophs (باکتری هایی که متان را می خورند) جدا می سازند و آنها را با پیلمرهایی که داخل راکتورهای خلاقانه پرینت و یا قالب گیری شده اند ترکیب می نمایند. 
این روش را می توان برای تبدیل بهینه تر متان به انرژی استفاده نمود، در همین رابطه مقاله ای به تاریخ 15 ژوئن در ژورنال Nature Communications منتشر شده است. 


سارا بیکر، شیمی دان LLNL و رهبر این پروژه می گوید: "نکته بسیار جالب آنست که آنزیم ها، فعال بودن خود را تا 100 درصد در پلیمر حفظ  می کنند. پلیمر پرینت شده  که آنزیم در آن جاسازی شده است از نظر اصلاحات آینده بسیار منعطف بوده و می توان از آن در طیف گسترده ای از کاربردها مخصوصاً آنهایی که واکنش های گازی-مایعی را دربرمی گیرند استفاده کرد."

 

مشکل متان چیست؟

پیشرفت های انجام شده در زمینه تکنیک های استخراج گاز و نفت منتهی به کشف شدن ذخایر گسترده جدید از گاز طبیعی شده است که در درجه اول متشکل از متان هستند. با این وجود، حجم گسترده ای از متان نشت کرده، خالی شده و یا طی عملیات استخراج می سوزد، این مسئله بخشی به خاطر آنست که ذخیره سازی و انتقال گاز در قیاس با سوخت های مایع ارزشمندتر مشکل می باشد. انتشار متان به تنهایی حدود یک سوم گرمایش جهانیِ کنونی را تشکیل می دهد. 
فناوری های صنعتی کنونی همانند اصلاح بخار که از آنها به منظور تبدیل متان به سایر محصولات ارزشمندتر  استفاده می شود، در درجه حرارت و فشار بالا انجام می شود و نیازمند تعداد گسترده ای از عملیات های واحدی بوده و طیفی از محصولات را دراختیار قرار می دهد. در نتیجه، فناوری های صنعتی کنونی از نظر تبدیل متان  به محصولات نهایی کارآمدی پایینی دارند و صرفاً در مقیاس های بسیار بزرگ به صرفه می باشند.

 

راه حل
 به گفته تیم تحقیقاتی، برای تبدیل متان به سایر هیدروکربن ها به شکل بهینه نیاز به یک فناوری است که روش سودمندی برای تبدیلِ منابع "استاندارد" متان و گاز طبیعی (منابع کوچک و یا موقت و یا دور از خط لوله)  به مایعات را در اختیار بگذارد تا فرآوری بیشتری را بتوان صورت داد. 
تنها کاتالیزور شناخته شده (از نظر صنعتی و یا زیستی) که برای تبدیل متان به متانول تحت شرایط  محیطی استفاده می شود و بهنگی بالایی نیز دارد آنزیم متان مونوکسیژینایز (MMO) می باشد که متان را به متانول بدل می کند. واکنش مزبور توسط methanotrophsهایی انجام می شود که حاوی آنزیم هستند، اما در این راهبرد برای نگهداری و سوخت و ساز  ارگانیسم ها نیازمند انرژی هستیم. به جای تمام این ها تیم محققان آنزیم ها را از ارگانیسم جدا کرده و به صورت مستقیم استفاده کردند. 

یک پلیمر جدید چاپ سه بعدی، نمایش داده شده توسط سیستم microstereolithography


 تیم مزبور دریافتند که آنزیم های جدا امکان انجام واکنش های کنترل شده را در شرایط محیطی در اختیار قرار میدهند که نرخ تبدیل بالایی داشته و انعطافشان نیز بیشتر است.
 به گفته جاشوا استولارآف دانشمند زیست محیطِ در تیم تحقیقاتی: "تاکنون بیشتر زیست راکتورهای صنعتیِ ابداع شده در اصل مخازن همزنی بیش نبوده اند که استفاده از آنها برای واکنش ها گازی-مایع کارآمدی چندانی در پی نداشته است. طرحِ پرینت کردن آنزیم ها داخل ساختار پلیمری قدرتمند مسیر را برای ساخت انواع جدیدی از راکتورها می گشاید که خروجی بیشتری داشته و مقدار انرژی مصرفی شان هم کم می باشد."
تیم محققان همچنین دریافتند که نسبت به روش سنتی انتشار آنزیم در محلول، از پلیمر چاپ شده به روش سه بعدی می توان طی چرخه های متعدد و در تراکم های  بیشتر استفاده نمود.

کلمات کلیدی

اشتراک

درباره نویسنده

هنگامه خوش خلق

هنگامه خوش خلق

اینجانب فعالیت خود را به عنوان مترجم از سال 88 و با همکاری با انتشارات طاهریان آغاز کردم .و سپس به عنوان کارمند مترجم با شرکت های مختلفی همکاری داشته ام . در این میان لازم به ذکر است که فعالیت های اینجانب علاوه بر ترجمه کتاب (در آخرین مورد نشر آوند دانش)شامل ترجمه مقالات ، همکاری به عنوان مترجم شفاهی در دوره ها و سمینارهای مختلف و کار به عنوان مسئول مکاتبات و مکالمات خارجی شرکت توسعه اطلاعات بوده است .علاوه بر زبان انگلیسی ، آشنایی متوسط با زبان های اسپانیولی و ترکی استانبولی را نیز دارا می باشم .

 

شما اولین نفری باشید که برای این خبر نظر میدهد
تصویر امنیتی



عبارت در تصویر را وارد کنید


محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند

محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند

دانشمندان روشی را توسعه داده اند که توسط آن موادی که عموماً در صنایع هوایی و ماهواره ها استفاده می شوند می توانند به خودترمیمیِ شکستها و خش های خود در دمای زیر انجماد بپردازند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی

راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی

چگونه می توان انرژی خورشیدی را برای استفاده در زمانی که تابش خورشید وجود ندارد ذخیره کرد؟ یک راه حل تبدیل انرژی خورشیدی به هیدروژن توسط الکترولیز آب است. این ایده به این صورت است که از الکتریسیته ای که توسط انرژی خورشیدی (پنلهای خورشیدی) بدست می آید برای تجزیه ملوکولهای آب به اکسیژن و هیدروژن استفاده شود. سپس هیدروژن خالص را می توان بعنوان منبع انرژی الکتریسیته ویا یک منبع سوختی استفاده کرد. اما دقیقاً همینجاست که موضوع پیچیده می شود. حتی با وجود فناوری های مختلفِ تولید هیدروژن و نتایج نوید بخش آزمایشگاهی، هنوز این روش بسیار ناپایدار و گران است و صرفاً برای استفاده های بزرگ تجاری دارای صرفه است. حال، رویکرد جدیدی توسط محققانِ سوئیسی عرضه شده است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
تولید سوخت از دی اکسید کربن

تولید سوخت از دی اکسید کربن

در مطالعه ای جدید که توسط دپارتمان انرژی آرگونه از لابراتوار ملی آمریکا و دانشگاه ایلینویز در شیکاگو انجام شد، محققان موفق به یافتن راهی شدند تا با کمک نور آفتاب، دی اکسید کربن را به یک منبع قابل استفاده انرژی تبدیل کنند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

اگر از زمره عاشقان قهوه هستید و در عین حال قارچ هم از چاشنی های همیشگی غذاهای شماست احتمالاً از همین الان تصمیم قطعی برای خرید این دستگاه را خواهید گرفت. این دستگاه جالب توسط آدریان پرز طراح بارسایی طراحی و تولید شده است. دستگاه های قهوه جوش صرفاً دو دهم درصد از قهوه را تبدیل به نوشیدنی می کنند و مابقی بصورت تفاله دور ریخته می شود. گرچه استفاده از تفاله قهوه بعنوان بستری برای پرورش قارچ موضوع جدیدی نیست ولی در پشت دستگاهی که در ادامه بررسی می کنیم تفکر خلاقانه ای وجود دارد. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پهپادها بزودی قادر خواهند بود همانند یک پرنده ویا یک حشره بالدار تصاویر محیط را دریافت کرده، پردازش نمایند و بدون نیاز به دخالت نیروی انسانی، رادار وحتی هدایت GPS ماهواره ای راه خود را بیابند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
استفاده از بطری‌های تولید شده با الیاف نقره، زمان نگهداری شیر را خارج از یخچال بیشتر می کند.

استفاده از بطری‌های تولید شده با الیاف نقره، زمان نگهداری شیر را خارج از یخچال بیشتر می کند.

از این پس فاصله زمانی خرید شیر برای مصرف کنندگان بیشتر می‌شود.کمپانی برزیلی آگریندوس یک بطری شیر پلاستیکی با پوشش داخلی حاوی ذرات نانو ساخته است که می‌تواند باکتری‌ها را بکشد. طبق آزمایشات انجام شده شیر کامل پاستوریزه درجه A در بطری‌های فعلی 7 روز، ولی در بطری نانو تا 15 روز سالم می‌ماند.

مطالعه متن کامل
با اجرای تنظیمات دقیق بر روی سامانه جدید پرتابگر فضایی (SLS)، ارتعاشات مضر آن حذف شد

با اجرای تنظیمات دقیق بر روی سامانه جدید پرتابگر فضایی (SLS)، ارتعاشات مضر آن حذف شد

محققان دانشکده مهندسی دانشگاه جورجیا، در تعیین اینکه آیا یکی از قطعات کلیدی راکت می تواند تحت شرایط سختی که در نسل بعدی پروازهای فضایی وجود خواهد داشت تاب بیاورد یا نه، به سازمان فضایی ناسا کمک می کنند.

مطالعه متن کامل
آیا زندگی در سیاره هایی با دو ستاره امکان پذیر است؟

آیا زندگی در سیاره هایی با دو ستاره امکان پذیر است؟

تصویر مربوط به طرحی هنرمندانه از منظومه خورشیدی بیگانه کپلر 47 است، منظومه ستاره ای دوتایی که خانه دو سیاره است. این سیارات دو خورشید دارند، درست شبیه سیاره خیالی تاتونی در جهان "جنگ ستارگان". چه کسی است که دوست نداشته باشد موقع پیک نیک رفتن غروبی دوگانه، همانند آنچه در اولین دقایق فیلم "جنگ ستارگان" نمایش داده شده را هم به تماشا بنشیند؟ اما آیا امکان وجود داشتن چنین سیاره ای در سیستم چند ستاره ای هست؟ این سوالات گشته از اینست که آیا امکان زندگی بر روی چنین سیاره ای هست یا نه، یعنی آیا این سیاره، از حداقل امکانات زندگی مثل آب مایع، جو نه چندان غلیظ، دینامیک های ستاره ای ثابت و غیره برخوردار است یا خیر. خب، شاید چنین منظومه ای واقعا وجود داشته باشد.

مطالعه متن کامل
پتروزار غول پیکر، پرنده ای با 110 دندان و 4 دندان نیش

پتروزار غول پیکر، پرنده ای با 110 دندان و 4 دندان نیش

بنا به نتایج تحقیقی که به تازگی منتشر شده است، حدود 200 میلیون سال پیش از این پتروزار که دارای چهار دندان نیش بوده است بر فراز صحرای گسترده تریاس ایالت یوتا در آمریکا پرواز می کرده و سایر خزندگان را با دندان های پرتعداد خود به دهان می گرفته است. پتروزار پایان نابهنگامی را در سواحل واحه ای خشک شده تجربه کرد.

مطالعه متن کامل
 هتل کمپینسکیِ طلوع خورشید، آماده افتتاح در چین

هتل کمپینسکیِ طلوع خورشید، آماده افتتاح در چین

با فاصله یک ساعت از شهر پکن و درسواحل دریاچه یانکی، "هتل کمپینسکی طلوع خورشید" به دوراز هیاهوی شهر، استراحتگاه زیبا و مجلل خود را به میهمانان هدیه می دهد.

مطالعه متن کامل