خبرگزاری مهر: پژوهشگران کرهای با استفاده از نانولوله کربنی، گرافن و پروتئین استخراج شده از بدن انسان، موفق به ساخت زبانی مصنوعی شدند که حساسیتی ۱۰ هزار برابر نسبت به زبان طبیعی در چشیدن مزهها دارد.
این زبان مصنوعی میتواند حساسیتی ۱۰ هزار برابر بیشتر از زبان طبیعی در تشخیص مزه شیرینی داشته باشد. این ویژگی موجب شده تا بتوان از این ابزار برای ساخت دستگاههای دقیق تولید و نظارت بر تولید مواد غذایی استفاده کرد.
برخی متخصصان معتقدند که این زبان مصنوعی قادر است با دقت و ظرافتی که دارد، جایگزین آزمایش غذا توسط انسان شود. یعنی دیگر نیاز نیست برای آزمایش غذا از مزه کردن انسان استفاده شود.
محققان برای تولید این زبان مصنوعی اطلاعات DNA را از پروتئین گیرندههای تست غذا استخراج کردند. آنها روی گیرندههایی متمرکز شدند که قادر به تشخیص شیرینی از شوری است.
این اطلاعات وارد یک سلول جداگانه شد؛ سلولی که روی سطح گرافن قرار دارد. یک نانولوله کربنی که هدایتی بالاتر از مس دارد، نقش انتقال دهنده جریان الکتریکی را به عهده دارد. زمانی که مزه مورد نظر در محیط وجود داشت، جریان روی گرافن تغییر کرده و ایجاد یک سیگنال الکتریکی میکند که نشان دهنده وجود عامل مزه در محیط است.
در حال حاضر در برخی از حسگرها از گرافن استفاده میشود. این گروه میزان تغییر جریان حاصل از حضور عامل مزه را اندازهگیری و از آن برای ساخت زبان مصنوعی استفاده کردند.
متخصصان این حوزه معتقدند که این زبان نسبت به حسگرهای چشایی که پیش از این ساخته شده، بهبودهای بسیاری داشته است. دو سال قبل، یک زبان مصنوعی ساخته شده که ۱۰۰ برابر حساستر از زبان انسان است، اما این حسگر جدید از حسگر پیشین ۱۰۰ برابر حساستر است. محققان معتقدند که این زبان به زودی میتواند مسیر خود را در کاربردهای تجاری و صنعت افزودنیهای غذایی پیدا کند.
دانش > محیط زیست جهان - همشهری آنلاین:
محققان موسسه پژوهشی یولیش آلمان یک سیستم فتوسنتز مصنوعی کوچک و کارآمد ساختند که زمینه را برای تولید دستگاههای تجاری فتوسنتز مصنوعی فراهم میکند.
به گزارش ایرنا، فتوسنتز در گیاهان و انواع خاصی از جلبکها، فرآیندی اســت که در آن انرژی خورشید به انرژی شیمیایی تبدیل و از دی اکسید کربن و آب، انواع سادهای از کربوهیدراتها تولید میشود.
در فتوسنتز مصنوعی، با استفاده از نور خورشید مولکولهای هیدروژن از آب و در برخی از سیستمهای پیشرفتهتر از متان جدا میشوند. این شیوه فتوسنتز تاکنون تنها در لابراتوارها قابل استفاده بوده و امکان استفاده تجاری از آن وجود نداشته اســت.
اما محققان یولیش با گردهم آوردن تمام فناوریهای موجود در زمینه فتوسنتز مصنوعی توانستهاند با استفاده از مواد اولیه ارزان قیمت و موجود در بازار، یک سیستم کوچک و جامع بسازند که تمام مولفههای مورد نیاز برای فتوسنتز را دارد.
مساحت قسمت روی این دستگاه تنها 64 سانتیمترمربع اســت. با وجود این از طریق اتصال چندین واحد مستقل از این سیستم میتوان یک سیستم پیچیده فوتوالکتروشیمیایی تولید کرد که ابعاد آن به چندین مترمربع برسد.
به این ترتیب هر یک از واحدهای به کار رفته در سیستم اصلی به اختلاف پتانسیل 1.8 ولت میرسد که مولفه اصلی مورد نیاز برای تولید هیدروژن محسوب میشود. این شیوه در مقایسه با روشهای آزمایشگاهی، کارآیی بالاتری دارد.
در فرآیند فتوسنتز تنها یک درصد از نور خورشید به انرژی تبدیل میشود، در روشهای متداول فتوسنتز مصنوعی، این میزان به سه درصد میرسد. اما در نمونه اولیه سیستم محققان یولیش در حدود 3.9 درصد از نور خورشید به انرژی تبدیل میشود.
البته این میزان کارآیی به نظر چشمگیر نیست، اما تنها نمونه موجود از فناوری فتوسنتز مصنوعی که در حال حاضر قابلیت تولید تجاری دارد، همین سیستم اســت و هنوز فضای زیادی برای بهینهسازی این سیستم وجود دارد.
محققان معتقدند امکان افزایش کارآیی این سیستم تا 10 درصد وجود دارد و در صورت استفاده از مواد دارای ساختار پروسکایت، میتوان کارآیی سیستم را تا 14 درصد نیز افزایش داد.
گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Nature Communications منتشر شده اســت.
دانش > محیط زیست جهان - همشهری آنلاین:
محققان موسسه پژوهشی یولیش آلمان یک سیستم فتوسنتز مصنوعی کوچک و کارآمد ساختند که زمینه را برای تولید دستگاههای تجاری فتوسنتز مصنوعی فراهم میکند.
به گزارش ایرنا، فتوسنتز در گیاهان و انواع خاصی از جلبکها، فرآیندی اســت که در آن انرژی خورشید به انرژی شیمیایی تبدیل و از دی اکسید کربن و آب، انواع سادهای از کربوهیدراتها تولید میشود.
در فتوسنتز مصنوعی، با استفاده از نور خورشید مولکولهای هیدروژن از آب و در برخی از سیستمهای پیشرفتهتر از متان جدا میشوند. این شیوه فتوسنتز تاکنون تنها در لابراتوارها قابل استفاده بوده و امکان استفاده تجاری از آن وجود نداشته اســت.
اما محققان یولیش با گردهم آوردن تمام فناوریهای موجود در زمینه فتوسنتز مصنوعی توانستهاند با استفاده از مواد اولیه ارزان قیمت و موجود در بازار، یک سیستم کوچک و جامع بسازند که تمام مولفههای مورد نیاز برای فتوسنتز را دارد.
مساحت قسمت روی این دستگاه تنها 64 سانتیمترمربع اســت. با وجود این از طریق اتصال چندین واحد مستقل از این سیستم میتوان یک سیستم پیچیده فوتوالکتروشیمیایی تولید کرد که ابعاد آن به چندین مترمربع برسد.
به این ترتیب هر یک از واحدهای به کار رفته در سیستم اصلی به اختلاف پتانسیل 1.8 ولت میرسد که مولفه اصلی مورد نیاز برای تولید هیدروژن محسوب میشود. این شیوه در مقایسه با روشهای آزمایشگاهی، کارآیی بالاتری دارد.
در فرآیند فتوسنتز تنها یک درصد از نور خورشید به انرژی تبدیل میشود، در روشهای متداول فتوسنتز مصنوعی، این میزان به سه درصد میرسد. اما در نمونه اولیه سیستم محققان یولیش در حدود 3.9 درصد از نور خورشید به انرژی تبدیل میشود.
البته این میزان کارآیی به نظر چشمگیر نیست، اما تنها نمونه موجود از فناوری فتوسنتز مصنوعی که در حال حاضر قابلیت تولید تجاری دارد، همین سیستم اســت و هنوز فضای زیادی برای بهینهسازی این سیستم وجود دارد.
محققان معتقدند امکان افزایش کارآیی این سیستم تا 10 درصد وجود دارد و در صورت استفاده از مواد دارای ساختار پروسکایت، میتوان کارآیی سیستم را تا 14 درصد نیز افزایش داد.
گزارش کامل این تحقیقات در نشریه Nature Communications منتشر شده اســت.