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 Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
Анализ ДНК и изотопный анализ зубов показали, что мужчина генетически был связан с саамскими популяциями, но часть жизни провел за пределами Финляндии — возможно, в Исландии. Авторы нового исследования пришли к выводу, что на рубеже XVI-XVII веков саамские сообщества не были изолированы, как предполагали многие исследователи. Люди путешествовали на далекие расстояния и поддерживали контакты с дальними регионами Северной Атлантики.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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