Полупроводниковые материалы из канализации

01.11.2023

Группа ученых из китайских исследовательских институтов представила инновационную технологию, которая использует бактерии для одновременной очистки сточных вод от органических загрязнений и производства полупроводниковых материалов. Этот метод открывает путь к экологически чистому производству ценных полупроводников.

Исследование, проведенное под руководством профессора Гао Сяна из Шэньчжэньского института синтетической биологии Китайской академии наук и профессора Лу Лу из Харбинского технологического института в Шэньчжэне, продемонстрировало, как генно-модифицированные бактерии могут преобразовывать загрязнители сточных вод в полупроводниковые биогибриды.

Исследователи выбрали морской микроорганизм Vibrio natriegens для модификации бактерий. Эти быстрорастущие бактерии, способные использовать различные органические материалы в качестве питательных веществ, были адаптированы для процесса. С помощью механизма восстановления сульфатов в Vibrio natriegens, они поглощали сульфат из окружающей среды и преобразовывали его в сероводород, который затем соединялся с ионами металлов в сточных водах, образуя полупроводниковые наночастицы.

Эти наночастицы фиксировались на поверхности бактерий, образуя полупроводниковые биогибриды. Под воздействием света эти материалы поглощали солнечную энергию и преобразовывали её в электроны, обеспечивая дополнительную энергию бактериям. В лабораторных экспериментах биогибриды успешно использовались для очистки сточных вод, извлекая 99% ионов кадмия в виде сульфида кадмия.

Эксперимент в реакторе показал, что биогибриды, выращенные на реальных промышленных сточных водах, производили химикат 2,3-бутандиол (БДО) с высокой производительностью, превосходя предыдущие исследования.

<< Назад: Разработана камера с разрешением 400 тысяч пикселей 02.11.2023

>> Вперед: Наушники с шумоподавлением и измерением пульса 01.11.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Гибкая электроника с переменной эластичностью 28.12.2012 Швейцарские инженеры научились создавать композитные материалы с переменной эластичностью, которые могут пригодится для создания гибкой электроники. Работа ученых опубликована в журнале Nature Communications, а ее краткое содержание приводит LiveScience. Создание эластичной электроники требует защиты тех частей устройства, которые не могут растягиваться, например интегрированных микрочипов. В то же время, прямое соединение хрупких и эластичных компонентов приводит к тому, что при растяжении такие устройства рвутся в местах соединения. Швейцарские инженеры предложили решить эту проблему, создав материал с эластичностью, плавно меняющейся от точки к точке. Для этого они использовали композитный материал - полиуретан с наполнителем. Варьируя количество наполнителя, авторы могли делать различные части материала более или менее эластичными. При этом механические свойства в разных частях одного материала отличались на пять порядков. В качестве прототипа инженеры изготовили эластичную повязку с интегрированным светодиодом, которая могла растягиваться более чем в три раза. Светодиод был окружен в устройстве зоной низкой эластичности, которая при растягивании предотвращала его повреждение. Авторы считают, что подобные материалы могут пригодится не только для создания гибкой электроники, но и для протезирования сухожилий, которые также имеют переменную эластичность. Недавно японские инженеры представили ткань с интегрированными светодиодами, которая, также как и новый материал, обладала гибкостью, однако не могла растягиваться.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025