Новый искусственный лист произведет лекарства в любой точке мира. И даже на Марсе

Лиственные растения является удивительными самодостаточными «фабриками», способными преобразовывать солнечную энергию в химическую энергию посредством фотосинтеза. Начиная с 1886 года, когда Джакомо Чамичан опубликовал результаты первого фотохимического эксперимента, специалисты начали искать способ воссоздать фотосинтез. Но долгое время им не хватало солнечного света, чтобы выполнить необходимое преобразование искусственным образом. Хотя некоторые успехи в этой области всё же были сделаны.

новый искусственный лист произведет лекарства

Теперь же исследователи из Технического университета Эйндховена в Нидерландах нашли решение. Они совместили технологию концентрации солнечного света (так называемый люминесцентный солнечный концентратор — LSC) с очень тонкими микроканалами, через которые можно закачать жидкость.

Поясним, что материалы LSC поглощают поступающий свет, преобразуют его в специфическую длину волны и затем направляют фотоны к краям устройства.

Само устройство в виде листа создано из силикона с тонкими каналами LSC, пробегающими по искусственному листу в виде «вен».

Результатом труда инженеров стал крошечный листовидный генератор, который фокусирует солнечный свет на химические вещества, протекающие через крошечные каналы устройства. Но всё происходит при достаточно высокой интенсивности света, чтобы инициировать нужные химические реакции.

«Подобный процесс имитирует те, что происходят в листьях деревьев», — говорит ведущий автор исследования доктор Тимоти Ноэл (Timothy Noël). В связи с этим учёные создали крошечный генератор, который выглядит как кленовый лист, чтобы сделать акцент на схожесть. Хотя форма самого устройства не имеет никакого значения для его функциональности.

Подобная разработка может привести к тому, что однажды будут созданы «минизаводы», работающие на солнечной энергии, но при этом производящие лекарственные препараты, пестициды и другие химические вещества в любой точке мира.

По словам специалистов, с одной стороны листа исходные вещества будут входить в канал, проходящий по искусственному листу, а на другом выходить в уже преобразованном виде. Сконцентрированные солнечные лучи превратят исходные вещества в нужный препарат.

«Не в любом месте на планете есть доступ к электросетям, — говорит Ноэл. – Но в любой точке мира всегда есть немного солнца. С помощью нового устройства можно эффективно собрать солнечную энергию и использовать её для преобразования молекул в нечто полезное».

Исследователей особенно интересовало решение, которое работало бы даже в условиях, где нет большого количество солнечного света. И, кажется, им это вполне удалось.

«Даже эксперименты в пасмурные дни показали, что производство химических веществ проходит на 40 процентов интенсивнее, чем в аналогичных экспериментах без применения LSC», — говорит руководитель проекта.

По словам учёного, используя такой реактор, можно производить лекарства везде. «Например, создать средство от малярии в джунглях или парацетамол на Марсе. Всё, что нужно, — это солнечный свет и новая мини-фабрика», — говорит Ноэл.

Эти устройства могут оказаться полезной альтернативой другим способам производства препаратов, которым порой с качестве исходных требуются токсичные химические вещества, и энергия, созданная за счёт ископаемого топлива.

Промышленное производство химических веществ часто воспринимается как причина загрязнения окружающей среды. Но новый способ нидерландских учёных является простым и чистым решением этой проблемы. «Я надеюсь, что наше изобретение сделает химическую промышленность чище. А также, что это позволит изменить негативное отношение к химии», — добавляет Ноэл.

Исследование учёных и описание разработки, которая, возможно, изменит процесс производства лекарств, опубликовано в журнале Angewandte Chemie.

Автор: Евгения Ефимова

Ссылка на источник