Anonim

Ang paghinga ay ang pinaka likas at kusang kilos sa mundo - ginagawa namin ito tungkol sa dalawampu't libong beses sa isang araw, para sa isang kabuuang 11 libong litro ng gas na ipinagpalit sa 24 na oras - gayon pa man ito ay isang napaka kumplikadong mekanismo at - para sa ilang mga kategorya ng mga siyentipiko - kahit isa mapagkukunan ng inspirasyon.

Ang isang pangkat ng mga inhinyero ng Stanford University ay tumingin sa mga baga ng mga mammal upang lumikha ng isang mekanismo na mabisa at matipid na bumubuo ng hydrogen mula sa tubig, at maaaring itulak ang mga malinis na teknolohiya ng enerhiya. Ang isa na inilarawan sa isang pang-agham na artikulo na inilathala sa Joule ay isang electrocatalyst - iyon ay, isang materyal na nagpapataas ng mga reaksyon ng kemikal sa isang elektrod nang hindi natupok sa proseso - may kakayahang paghihiwalay ng tubig sa mga molekula ng hydrogen at oxygen at muling paggamit ng oxygen bilang gasolina para sa catalysis mismo.

Mapaghangad na layunin. Ang ideya ng pagkuha ng isang vector ng enerhiya mula sa tubig, iyon ay, isang sangkap na, tulad ng hydrogen, ay nagtutulak ng enerhiya mula sa isang form papunta sa iba pa (kahit na hindi isang direktang mapagkukunan ng enerhiya, magagamit sa kalikasan) ay umiikot mula sa iba't ibang taon, ngunit ang problema ay palaging ang kakulangan ng kahusayan. Ang enerhiya na kinakailangan upang paghiwalayin ang hydrogen at oxygen sa tubig ay mas malaki kaysa sa dami ng enerhiya na nabuo sa proseso. Ang bagong pamamaraan na inspirasyon ng baga ay hindi lamang naghihiwalay sa kanila sa parehong sistema, ngunit muling tinatablan ang oxygen upang mapanghawakan ang mekanismo.

Biomimetics. Ang pagtatangka na ginawa dito ay upang gayahin ang nakagagalit na mekanismo ng pagpapalitan sa dalawang direksyon na nangyayari sa ating katawan sa loob ng pulmonary alveoli, ang maliliit na bulsa ng hangin na bumubuo ng mga pangunahing yunit ng ating sistema ng paghinga. Pinapayagan ng alveoli ang oxygen na aming hinihingal na kumalat sa pamamagitan ng mga ito sa daloy ng dugo, at sanhi ng carbon dioxide na ginawa sa panahon ng cellular respiratory na dumaan sa kanila at pagkatapos ay mapasigla.

Ang espesyal na lamad ng alveoli, na nagtataboy ng mga molecule ng oxygen sa isang panig (sa loob) at umaakit sa kanila sa kabilang (sa labas), tinitiyak na ang gas exchange ay naganap nang maayos at walang pagbuo ng mapanganib na "mga bula", na maaaring magtapos sa daloy ng dugo.

Ang mga unang resulta. Isinama ng mga siyentipiko ng Stanford ang isang ultra-manipis na polyethylene lamad na inspirasyon ng istraktura ng pulmonary alveoli sa kanilang sistema, at sa isang kamay pinamamahalaang upang mahusay na kunin ang hydrogen mula sa tubig (na may isang proseso na gayahin ang pagbubuhos), sa iba pang upang magamit muli ang oxygen na nakuha upang mapanatili ang mga gastos sa enerhiya ng reaksyon (na may isang mekanismo na bumubuo ng enerhiya sa pamamagitan ng pag-ubos ng oxygen, at ginagaya ang inspirasyon).

Bagaman ang mekanismo ay nasa isang maagang yugto pa rin at malayo sa pagiging komersyal, ang pag-asa ay maaaring sa isang araw ay magsisilbi ang mga cell ng gasolina, na karaniwang nakakakuha ng kuryente mula sa hydrogen at oxygen, o mga baterya ng metal-air, na gumagawa ng enerhiya sa zero emissions, sa pamamagitan ng oksihenasyon ng isang metal na may oxygen na atmospheric.