• Виктор
  • Статьи
  • 1 мин. чтения

Химики создали батарею на основе главного белка человеческой крови


Команда химиков из Национального университета Кордовы, которая создала батарею / © University of Cordoba / Автор: Павел Сорокин

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.


Source: https://lib.zaplata.ru/mendel/himiki-sozdali-batareu-na-osnove-glavnogo-belka-chelovecheskoi-krovi.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Новый материал восстанавливается за счет углерода в воздухе

©Wikipedia / Автор: Sycophanta Duccius Материал, разработанный химиками из Массачусетского технологического института, может вступать в реакцию с углекислым...

Экосредства для уборки оказались хуже обычных в плане выделений химикатов в воздух

© Getty Images / Автор: Александр Литвинов В последние годы все большую популярность набирает бытовая химия с экологической...

Новая краска «залечивает» царапины на автомобиле за полчаса под солнцем

©Ed Visoso, Flickr / Автор: Сергей Данилов Царапина на автомобиле может надолго испортить настроение и потребовать совсем не...

Американские химики создали деревянный нож, который режет как стальной

Деревянный нож против стейка средней прожарки. / © Bo Chen / University of Maryland / Автор: Telestis Scaevinius...

В лапках жуков обнаружили смазочный материал лучше тефлона

©metrioptera, Bugguide, ISU / Автор: Никита Тарасов Тефлон — одна из самых больших удач современной химии. Благодаря своей...

Сквашивание молока помогло объяснить аномальное появление золотоносных жил

Макрофотография золотой жилы в породе из рудника Brucejack / ©McLeish et al., PNAS, 2021, https://doi.org/10.1073/pnas.2100689118 / Автор: Lampronia...

В Ратгерском университете разработали катализаторы, способные превращать углекислый газ в пластмассу

©Wikipedia / Автор: Caristania Fabricius Два продукта, созданные исследователями, — метилглиоксаль (C3) и 2,3-фурандиол (C4) — могут использоваться...

Ученые назвали самый прочный материал на Земле

Микрофотография деформации сплава при сверхнизкой температуре минус 253 градуса по Цельсию / ©Robert Ritchie / Berkeley Lab /...

Ученые раскрыли решающий фактор для пользы зеленого чая

© PxHere / Автор: Павел Сорокин Традиция чаепития насчитывает несколько тысячелетий. Открытый примерно в 2700 году до нашей...

Новый материал преобразует загрязнитель воздуха в промышленно важное вещество

Молекула диоксида азота, захваченная материалом MFM-520 / Автор: Дмитрий Жуков Оксиды азота, в том числе диоксид, образуются при...

Углеродные нанотрубки смогли превратить тепло в свет

©Wikipedia / Автор: Татьяна Соловьёва Инфракрасное излучение — компонент солнечного света, который переносит тепло, но это лишь небольшая...

Ученые впервые наблюдали за поведением электронов во время химических реакций

©Wikipedia / Автор: Андрей Чернов В недавно опубликованной статье журнала Nature исследователи из Университета Падерборн и Института имени...

Интересные факты о ДНК

Человечество существует благодаря ДНК. Дезоксирибонуклеиновая кислота – молекула с высокой молекулярной массой, несущая генетический план формирования и работоспособности...

Астероиды и водород могли создать на Марсе благоприятные для жизни условия

©Wikipedia / Автор: Ptolemocratia Acerronius Новое исследование показало, что удары астероидов по древнему Марсу могли произвести ключевые ингредиенты...

Переработка в аккумуляторы избавит от отходов солнечных батарей

© Wikimedia Commons / Автор: Regulus Tremerus В основе большинства выпускаемых солнечных панелей — высокочистый кремний. Но отделить...

Новый способ стабилизации материалов при помощи графеновой матрицы сможет помочь двумерным материалам войти в состав квантовых компьютеров

Двумерный материал на основе оксида меди / ©Пресс-служба Сколтеха / Автор: Татьяна Соловьёва Исследуемые материалы — одни из основных кандидатов...

Новый гидрогелевый робот сможет собирать урожай, не повреждая его

Диск из нового гидрогеля может увеличиваться в объеме в 100 раз / © Lili Chen et al. Инженеры...

Ученые собрали молекулярную «роборуку» из ДНК

Захваты NanoGripper под микроскопом / ©Zhou et al., 2023 / Автор: Александр Литвинов Молекулы ДНК состоят из четырех...

Бананы предложили использовать в борьбе с пластиковым мусором

Авторы исследования создают биоразлагаемую пленку из банановой кожуры / © South Dakota State University Бананы — один из...

Ученые создают биосенсор для экспресс-диагностики стресса и токсикологического загрязнения

Ученые создают биосенсор для экспресс-диагностики стресса и токсикологического загрязнения / Автор: Messiena Lucretius Ученые из Института фундаментальной биологии...