Химики создали батарею на основе главного белка человеческой крови
Испанские и аргентинские ученые разработали элемент питания, в котором в качестве проводника электрохимических реакций используется гемоглобин. Такая батарея работает несколько недель, ее можно применять в имплантируемых устройствах.
Гемоглобин — белок, который содержится в клетках крови (эритроцитах) и выполняет в организме важную функцию: доставляет кислород от легких к тканям, а обратно в легкие уносит углекислый газ. Многие ученые давно считают, что из-за своих свойств гемоглобин можно использовать в разработке электрохимических элементов питания, в которых кислород играет ключевую роль.
В 2017 году исследователи из Оксфордского университета (Великобритания) провели серию экспериментов с гемоглобином и выяснили, что он хорошо подходит для окислительно-восстановительных процессов (или редокс-реакций), посредством которых химическая энергия трансформируется в электрическую.
Тогда же некоторые специалисты предположили, что этот жизненно важный белок может подойти для создания воздушно-цинковых батарей. Во время работы такие элементы питания используют в качестве катода кислород, поглощаемый из воздуха, а в качестве анода — порошок цинка.
Группа ученых из Национального университета Кордовы (Аргентина) и Политехнического университета Картахены (Испания) попыталась воплотить эту идею в жизнь. И у них получилось. Химики разработали первую биосовместимую воздушно-цинковую батарею, где в электрохимической реакции, преобразующей химическую энергию в электрическую, участвует гемоглобин. Важно отметить, что устройство не причиняет вреда здоровью. Результаты работы опубликованы в журнале Energy & Fuels.
В такой батарее белок крови играет роль катализатора, он отвечает за реакцию восстановления кислорода, которая выступает ключевым процессом в электрохимических устройствах для преобразования и хранения энергии. Во время этой реакции после попадания воздуха в батарею кислород участвует в реакции, в итоге которой образуется вода. После чего высвобождаются электроны, которые затем «переходят» к цинковому аноду, где происходит реакция окисления цинка.
«Чтобы катализатор хорошо работал, он должен обладать двумя свойствами: быстро поглощать молекулы кислорода и относительно легко образовывать молекулы воды. Гемоглобин полностью отвечает этим требованиям», — пояснил Мануэль Луна (Manuel Luna), один из авторов исследования.
По словам ученого, прототип батареи, созданный его командой, работал с 0,165 миллиграмма гемоглобина в течение 20-30 дней. Такие элементы питания более устойчивы к неблагоприятным условиям окружающей среды, в отличие от остальных аккумуляторов, что позволит безопасно использовать их в кардиостимуляторах и других вживляемых в организм приборах.
Исследователи отметили, что главный минус их разработки — ее невозможно перезарядить. Чтобы устранить этот недостаток, необходимо подобрать еще один биологический белок, который будет преобразовывать воду обратно в кислород, над чем сейчас и трудятся ученые. Новое устройство можно использовать только в кислородной среде, в космосе оно работать не будет.
Telegram 
Дзен 
VK Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
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.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
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