Найден новый способ получать энергию прямо из воздуха
Детальное изучение недавно обнаруженного бактериального фермента позволило международной группе ученых разработать новый способ получения энергии напрямую из атмосферного воздуха. Крайне необычный фермент способен окислять микроконцентрации молекулярного водорода, и это можно использовать для создания электрического тока. Таким образом, исследование может стать основой для создания нового экологически чистого источника энергии.
Окисление атмосферного молекулярного водорода, проходящее при участии различных типов почвенных бактерий, считается ключевым биогеохимическим процессом. Они окисляют не менее 75% всего водорода, удаляемого из атмосферы. Этот процесс обеспечивает бактерии дополнительным источником энергии в случае ограниченного содержания питательных веществ в почвенной среде, например в антарктических почвах, вулканических кратерах и глубинах океана.
Однако каким образом бактерии способны окислять водород, содержание которого в атмосфере не превосходит 0,00005 объемного процента, остается слабо изученной темой. К тому же неясно, как бактериям удается устранить воздействие каталитического яда — молекулярного кислорода, который должен сильно снижать эффективность подобного процесса. Особенно учитывая, что концентрация этого «яда» на шесть порядков выше, чем концентрация целевых молекул водорода.
Чтобы восполнить пробелы в знаниях, международная группа ученых, возглавляемая командой из Университета Монаша (Австралия), детально исследовала структурную и механистическую основу окисления водорода бактерией Mycobacterium smegmatis. В частности, они выделили фермент Huc, ответственный за саму реакцию окисления водорода и дальнейшей генерации энергии в клетках бактерий. О результатах работы ученые рассказали в статье, опубликованной в журнале Nature.
Помимо раскрытия детальной молекулярной структуры белка Huc, авторы исследования создали целые пленки из этого фермента. Затем пленки нанесли на электрод и изучили генерацию электричества в зависимости от количества водорода в окружающем воздухе. Оказалось, Huc способен селективно связывать и окислять водород вплоть до концентраций, предельных для измерения приборами (в 15 раз ниже атмосферных значений).
Эффективность этого связывания не зависела от концентрации кислорода, а значит, Huc — кислород-нечувствительный фермент. Кроме того, Huc оказался крайне стабильным белком. Очищенный фермент можно хранить в течение длительного периода времени, замораживать и нагревать до 80 градусов Цельсия без потери способности генерации энергии.
Несмотря на раннюю стадию исследования, авторы уверены, что открытие Huc, детальное описание его структуры и работы имеют значительный потенциал для создания небольших устройств с воздушным питанием — например, в качестве альтернативы устройствам на солнечной энергии. Причем недостатка в ферментах такого типа не будет: производящие их бактерии широко распространены и могут выращиваться в больших количествах.
Telegram 
Дзен 
VK Если достаточно развитая цивилизация может отправлять к звездам не колонистов, а крошечные автономные зонды с ИИ, роботами и архивами знаний, то молчание Вселенной становится еще более странным. Возможно, развитые цивилизации не строят космические империи и не окружают звезды мегаструктурами, а расселяются по Галактике тихо — с помощью малозаметных автоматических систем.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Современные люди проводят днем неподвижно столько же времени, сколько и охотники-собиратели. Но делают это сидя, а не на корточках, как их предки. Физиология человека не адаптирована к сидению, а физические возможности цивилизованных людей — к длительному пребыванию на корточках. Теперь исследователи рассчитали часть цены, которую мы платим за проблему длительного сидения.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии