Инженеры-химики создали материал, восстанавливающийся сам, используя углерод из воздуха

Углерод воздуха может однажды стать ресурсом для ремонта повреждений, сохранения структурной целостности или даже для создания совершенно новых деталей. В статье в Nanowerks сообщается о разработке полимера, способного поглощать углекислый газ и использовать ресурс для улучшения или расширения.

Новый материал похож на жидкий гель, благодаря чему ему легко придать форму. Когда он подвергается воздействию воздуха и солнечного света, он затвердевает. Независимо от формы, которую он принимает, полимер может собирать CO2 из воздуха и включать газ в свое тело. Его метод аналогичен процессу фиксации углерода, который используется растениями для добавления углерода в их растущие ткани.

Этот полимер изобрела исследовательская группа из Массачусетского технологического института (MIT). Они верят, что их изобретение когда-нибудь увидит применение в строительстве, ремонте и других областях, связанных с проектированием.

Например, рабочие могут использовать полимер для создания легких панельных матриц. Они доставят готовые гелевые панели на строительную площадку, где материал может затвердеть без вмешательства человека. Это поможет строительным проектам сократить расходы на энергию и транспорт.

Исследователи MIT постарались избежать использования материалов, полученных из ископаемого топлива, при создании их полимера. Кроме того, их материал улучшает качество воздуха за счет уменьшения количества углекислого газа в нем.

Они сравнили свой полимер с синтетическим деревом, которое растет само, используя углерод из CO2. Кроме того, они включили неповрежденные, но неживые хлоропласты шпината в гель, они служат катализаторами процесса фиксации углерода.

Хлоропласты - это биологические части фотосинтезирующего организма, которые отвечают за фотосинтез. Они используют солнечный свет в качестве источника энергии для превращения углекислого газа в глюкозу. Трансплантированные хлоропласты в геле также выполняют этот процесс.

Исследователи из MIT нашли способ продлить срок жизни неживых органелл в геле. В дополнение к хлоропластам гелевая матрица состоит из полимера, полученного из аминопропилметакриламида (APMA) и глюкозы. Он также содержал фермент под названием глюкозооксидаза.

Полимерный гель недостаточно прочен, чтобы служить самостоятельным строительным материалом. Однако его сила увеличивается после поглощения углекислого газа, точно так же, как живой организм становится больше и сильнее, если он получает нужное количество пищи и питательных веществ во время роста.

Как только он добавит достаточное количество углерода в себя, гель приобретет достаточную прочность, чтобы заполнить трещины или служить защитным покрытием для другого материала. Он также сможет «лечить» себя, пока у него есть доступ к углекислому газу и свету.

Команда MIT уже создала методы производства для создания большого количества полимерного геля. Они также улучшают характеристики материала, такие как небиологические катализаторы, которые могут заменить хлоропласты.