_ Din bule pentru a alimenta: ar putea această peliculă specială de săpun să permită în curând fotosinteza artificială?

O peliculă de săpun cu părți distincte chimic reprezintă cea mai recentă descoperire în cercetarea condusă de chimistul Sylvestre Bonnet. Acest film unic de săpun, împreună cu un dispozitiv inovator capabil să producă în mod continuu noi filme de săpun, formează o piesă crucială în puzzle-ul pentru dezvoltarea fotosintezei artificiale. Studiul este publicat în Physical Review Letters.

Plantele posedă o capacitate unică: le oferă suficient oxigen și apă și, cu ajutorul luminii solare, transformă aceste ingrediente în oxigen și zahăr, sursa lor de energie. . Cercetătorii explorează modalități de a imita acest proces, urmărind să producă combustibil durabil în loc de zahăr, folosind molecule sensibile la lumină.

Acest lucru ar putea fi realizat în diferite moduri. Cu toate acestea, în proiectul SoFia, finalizat în vara anului 2023, Bonnet și colegii săi s-au concentrat pe filme de săpun.

„Aici, imităm membrana și moleculele sensibile la lumină pe care o plantă le folosește pentru fotosinteză”. el explica. „Săpunul este un material ieftin și necesită puțină energie pentru a crea peliculele de săpun.”

Scopul final este producerea de monoxid de carbon (CO). Bonnet afirmă: „Un ingredient crucial pentru gaz de sinteză — un amestec de monoxid de carbon și hidrogen gazos — acest amestec de gaz poate fi apoi transformat înapoi în combustibil lichid, potrivit pentru vehicule.”

Echipa a dezvoltat o mașină care adaugă molecule sensibile la lumină la săpun și apoi produce un flux continuu de bule de săpun uniforme. Sub influența luminii și în condițiile potrivite, fotosinteza poate avea loc în cele din urmă pe filmele de săpun ale acestor bule. Dacă reușește, produsele finale ale reacției fotochimice sunt separate automat în partea de jos a dispozitivului.

Cu toate acestea, a existat o problemă: fotosinteza necesită o peliculă de săpun care este diferită chimic pe ambele părți. „Acesta este un aspect fundamental în natură”, explică Bonnet. „Când transformi energia într-o altă formă de energie, este necesară asimetria. Membrana celulară a unei plante este, de asemenea, asimetrică, la fel ca pielea noastră. La o scară mai mare, te poți gândi la un motor, unde energia chimică este convertită în mișcare. Un motor funcționează întotdeauna într-o singură direcție.”

Bineînțeles, părțile laterale ale foliei de săpun sunt identice din punct de vedere chimic. Cercetătorii au trebuit să găsească o modalitate de a modifica chimia fără a sparge pelicula fragilă de săpun sau, cu alte cuvinte, fără să provoace explozia bulelor.

Bonnet explică: „A trebuit să aplicăm diferite molecule pe ambele părți. , dar asta a fost destul de provocator. Când am încercat cu o pipetă, bulele au izbucnit. În cele din urmă, am folosit un spray special de ceață făcut de colegul Cees van Rijn de la Universitatea din Amsterdam. Cu acel spray, ne-am putut aplica delicat lumina -molecule sensibile la filmul de săpun. Spectrometria a confirmat că cele două fețe ale peliculei de săpun rezultat sunt într-adevăr diferite.”

Acum există o mașină care produce automat filme de săpun și o tehnică de pregătire chimică a acestor filme pentru fotosinteză. „Am experimentat și producerea hidrogenului prin lumina albastră strălucitoare pe spuma fotocatalitică”, adaugă Bonnet.

„Acum trebuie să combinăm acești trei pași. Scopul final: o mașină care creează filme de săpun asimetrice. Asta , când luminezi asupra lui, furnizează combustibil pe o parte și oxigen pe cealaltă. Este destul de revoluționar și ambițios. Cu toate acestea, avem deja câteva piese cruciale ale puzzle-ului și suntem pe drumul cel bun."

(Fluierul)