Odun, Enerji Depolama Malzemelerinde Yeni Bir Kaynak Olabilir

Odun, Enerji Depolama Malzemelerinde Yeni Bir Kaynak Olabilir. Karbon bazlı malzemeler, esnek elektronikler ve enerji depolama cihazlarında kullanılmaktadırlar. Bununla birlikte mevcut seçeneklerin çoğunda sınırlamalar vardır. Bunların başında yenilenebilir olmayan kaynaklardan gelmeleri, düşük elektriksel özelliklere sahip olmaları veya ölçekli olarak üretilememeleridir. Şimdi araştırmacılar, odundan gelecek vaat eden elektriksel özelliklere sahip sıkıştırılabilir bir malzeme elde ettiler.

Maryland Üniversitesiden Liangbing Hu’nun laboratuvarında yapılan önceki çalışmalar, odunun yüksek sıcaklıklara ısıtılmasıyla oluşturulan odun karbonunun bir akü anotu olarak işlev görebileceğini gösterdi. Odun karbonu çok kırılgandır, bir kişinin başparmağı ile bastırması onu toz haline getirmek için yeterlidir.

Ek uygulamalara uygun süngersi malzemeler yapmak için Hu, doktora sonrası araştırmacı Chaoji Chen ve meslektaşları, sıkıştırmaya dayanan dalgalı bir kafes içeren peteklerden ilham aldılar. Benzer bir etki elde etmek için odunun yapısını kimyasal olarak değiştirebileceklerini varsaydılar. Araştırmacılar, çalışmalarında Balsa Ağacını kullandıklarını ve Balsa ağacının ince hücre duvarlarının çalışmalarında başarıya katkıda bulunduğunu belirttiler.

“Diğer ağaç türlerini denedik ama sıkıştırılabilir yapıya ulaşamadık”

Odun süngeri yaklaşık 10.000 devir sıkıştırmadan sonra bile eski haline geri döndü ve fiziksel aktiviteyi izlemek için kullanılabilen bir prototipte güvenilir bir şekilde çalıştı.
Chen durumu, “Süngere bastığımızda kavisli tabakalar arasındaki temas alanı artar, bu da elektriksel iletkenliği artırır” diye açıkladı. Araştırmacılar bu çalışmayı 1 Mart’ta yayınladılar ( Chem 2018, DOI: 10.1016 / j.chempr.2017.12.028 ).

Finlandiya’nın Aalto Üniversitesi’nde odun kimyası konusunda uzman olan Herbert Sixta, ekibin yayınını “uzun zamandır okuduğum en yenilikçi teknolojilerden biri” olarak nitelendirdi.

Chen, “Gelecekte daha yeşil yöntemleri test edeceğiz” dedi. Bu arada, ekip geçici bir patent başvurusu yaptı ve teknolojiyi Hu’nun kurduğu bir şirket olan Inventwood ile ticarileştirmeyi amaçlıyorlar.

Kaynak : ACS

Mantarlar, Odundan Yenilenebilir Enerji Üretmek İçin Yeni Bir Yol Olabilir

Mantarlar, Odundan Yenilenebilir Enerji Üretmek İçin Yeni Bir Yol Olabilir. Uluslararası bir araştırma ekibi, mantarlarda bulunan, odunun ana bileşenlerini parçalayabilen bir dizi enzim keşfetti. Araştırma sonuçlarına göre enzimler, ahşap biyokütleyi biyoyakıtlar gibi değerli kimyasal ürünlere sürdürülebilir bir şekilde dönüştürmek için potansiyel olarak kullanılabilir.

Kömür ve petrole alternatif olarak, ahşap gittikçe artan gelişmiş biyoyakıt kaynaklarından birisidir. Ancak, parçalanması zor bir malzemedir.

Halihazırdaki odun biyorefinasyonu, odunun yakıtlara ve ürünlere dönüştürülmesini pahalı ve enerji tüketimi gerektiren ön işlem prosesleri kullanmak zorundadır. Ekosistemlerde mantarlar , karbon döngüsü içinde odunların parçalanması, besinlerin toprağa geri gönderilmesinde önemli bir rol oynamaktadır.

Mantarların bu özelliği, araştırmacılara bu sürecin gerçekleşmesine izin veren mekanizmaları araştırmaları konusunda ilham kaynağı oldu.

Araştırma ekibinden, York Üniversitesi Kimya Bölümü Profesör Paul Walton, “2010 yılında, mantarlarda bulunan bir grup enzimin bakır içerdiğini keşfettik. Bu enzimler artık biliniyor. Biyolojik kütlenin biyolojiyle parçalanmasında önemli bir bileşen olan bu araştırma, ahşabın zorlu moleküler yapısını bozma kabiliyetine sahip olan bu sınıftan başka enzimleri tanımlamaktadır” diyor.

Bu enzimler, odun kullanan biyorefineri uygulamaları için enzim kokteyllerinin geliştirilmesinin temelini oluşturabilir ve sürdürülebilir bir şekilde değerli maddelerin elde edilmesini sağlayabilir.

Nature Chemical Biology’de rapor edilen araştırma, litik polisakkarid monooksijenazlar (LPMO) olarak adlandırılan enzim ailesinin bozunmaya karşı özellikle dirençli olan ahşap biyokütlede sıklıkla bulunan xylan – karbonhidrat moleküllerini parçalayabildiğini göstermiştir.

Marsilya’daki Le Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) merkezinden Fransız araştırmacılarla birlikte çalışan araştırmacılar, karasal karbon döngüsünde hayati bir rol oynayan ve ormandaki odun ayrışmasına ağırlık veren mantarlardan gelen enzimleri izole ettiler.

“Bulgular doğadaki odunsu biyolojik kütlenin bozulma şekli hakkındaki bilgilerimizi ilerletiyor”

Paul Walton, “Bu keşif, odunun çevresel ve uygun maliyetli bir şekilde biyolojik yakıt haline dönüştürülebileceğine dair başlıca bilimsel zorluğun kilidini açıyor ve böylece sürdürülebilir bir 21. Yüzyıla bir adım daha yaklaşıyoruz” diyor.

Kaynak : Phys

Selülozdan, Biyobozunur Mikro Boncuklar Geliştirildi

Selülozdan, Biyobozunur Mikro Boncuklar Geliştirildi. Bath Üniversitesi’nden bilim adamları ve mühendisler, okyanus kirliliğine neden olan zararlı plastiklerin yerini alabilecek sürdürülebilir bir kaynaktan biyolojik olarak parçalanabilir selüloz mikro boncuklar geliştirdiler.

Mikroboncuklar, kozmetik, güneş kremi ve dolgu maddeleri de dahil olmak üzere kişisel bakım ve temizlik ürünlerinde bulunan ve bunlara yumuşak bir doku kazandıran, 0.5 mm’den daha küçük plastik kürelerdir. Kanalizasyon filtrasyon sistemleri tarafından tutulamayacak kadar küçüktürler ve bu nedenle nehirler ve okyanuslara taşınırlar. Burada kuşlar, balıklar ve diğer deniz canlıları tarafından yutulurlar.

Tek bir duşun, okyanusa giren 100.000 plastik parçacıkla sonuçlanabileceği ve bunun her yıl okyanusa girdiği sekiz milyon ton plastiğe katkıda bulunduğu tahmin edilmektedir. Parçacıklar, yaban hayata zarar verebileceği gibi aynı zamanda besin zincirine girerek yemeğimize de zarar verebilir.

Çevresel gruplar tarafından yapılan son gösterilerin bir sonucu olarak, Birleşik Krallık Hükümeti 2017’de plastik mikro boncukları yasaklamaya söz verdi.

Biyobozunur mikro boncuklar

Üniversitenin Sürdürülebilir Kimyasal Teknolojiler Merkezi’nden (CSCT) bir araştırma ekibi ölçeklenebilir, sürekli üretim sürecinde plastik mikroboncuklara, biyolojik olarak parçalanabilir yenilenebilir bir alternatif üretmenin bir yolunu geliştirdi.

Boncuklar, odun ve bitkilerde bulunan sert lifleri oluşturan malzeme olan selülozdan yapılır. Bu mikro boncuklar, bir vücut yıkamasında dengeli kalacak kadar sağlamdır, ancak kanalizasyon arıtımındaki organizmalar tarafından hatta çevre içerisinde kısa sürede parçalanabilir.

Sonuçlar, ACS Sürdürülebilir Kimya ve Mühendislik dergisinde yayınladı.

CSCT’nin bir parçası olan Dr. Janet Scott, “Kozmetik endüstrisinde kullanılan mikro-boncuklar çoğunlukla polietilen veya polipropilenden üretilir, bunlar ucuz ve kolay yapılır. Bununla birlikte, bu polimerler petrolden türetilir ve çevreden uzaklaştırmak yüzlerce yıl alır.

“Sadece yenilenebilir bir kaynaktan değil, selülozdan mikro boncuk yapmanın bir yolunu geliştirdik, aynı zamanda zararsız şekerlere biyolojik olarak ayrışırlar”.

Sürekli üretim süreci

Kimya mühendisliği profesörü ve CSCT’nin bir parçası olan Davide Mattia, “Amacımız imalat için ölçeklendirilebilen sürekli bir süreç geliştirmek. Baştan beri birlikte çalışarak, süreç tasarımını ve kimya optimizasyonunu birbirine entegre ederek bunu başarmış olduk. ”

Boncuklar, boru şeklindeki bir zarın içindeki küçük deliklerden geçirilen selüloz çözeltisi kullanılarak yapılır, bitkisel yağ kullanılarak zarın yüzeyinden selüloz çözeltisi yıkanır, böylece küresel damlacıklar oluşturulur.

Boncukların fiziksel özellikleri,  (örneğin boncukları sertleştirmek gibi) selülozun yapısını değiştirerek düzeltilebilir. Scott liderliğindeki ve Mattia (Kimya Mühendisliği) ve profesör Karen Edler (Kimya) dahil olmak üzere takım, gözenekli boncuklar, kapsüller ve mikro-süngerler geliştirmek için Mühendislik ve Fiziksel Bilimler Araştırma Konseyinden 1 milyon sterlin tutarında bir fon almışlardır.

Kaynak : worldofchemicals

Kimya’nın 100 Yılı Prof. Dr. Ali Rıza Berkem Poster Ödülleri Sahiplerini Buldu

Kimya’nın 100 Yılı Prof. Dr. Ali Rıza Berkem Poster Ödülleri Sahiplerini Buldu. 10-14 Eylül 2017 tarihlerinde, ODTÜ Kimya Bölümü ve Türkiye Kimya Derneği Tarafında Ankara’da ODTÜ KKM’de organize edilen 29.Ulusal Kimya Kongresi bünyesinde gerçekleşen, ülkemizde Kimyanın bir meslek olarak okutulmaya başlanmasının 100’üncü yılı nedeniyle Türkiye Kimya Derneği tarafından verilen “Kimya’nın 100 Yılı Prof. Dr. Ali Rıza Berkem Poster Ödülleri” sahiplerini buldu. Ödül alan isim ve çalışma başlıkları şöyledir:

BİRİNCİ:
“Polimer Kaplı Yüzeylerin Radikallik Yer Değiştirme Reaksiyonu ile Fonksiyonelleştirilmesi” başlıklı, Gizem Yeter Baş, Rana Sanyal ve Amitav Sanyal ortak çalışması ile Boğaziçi Üniversitesi’nden;
Aysun DEĞİRMENCİ

İKİNCİ:
“Nanoalümina Yüzeyine Tutulu Rodyum (0) Nanokümeleri Katalizörlüğünde Amonyak Boranın Metanolizinden Hidrojen Üretimi” başlıklı, Saim Özkar ortak çalışması ile, Orta Doğu Teknik Üniversitesi’nden
Derya ÖZHAVA ÇELİK ,

ÜÇÜNCÜ:
“Kurkumin İçeren Polimerik Misellerin Dermo-Kozmetik Preparat Olarak Deri Hücrelerindeki Etkinliklerinin in vitro Test Edilmesi” başlıklı, Gizem Çıtaközan, İrem Yezer, Fatma Öztürk Kırbay, Dilek Odacı Demirkol ve Suna Timur ortak çalışması ile Ege Üniversitesi’nden
Serhat Güvenç KAYIKÇIOĞLU

Kaynak : Türkiye Kimya Derneği

Amonyak ve Hidrojen Üretmek İçin Yeni Yöntemler Geliştirilmeye Devam Ediyor

Amonyak ve Hidrojen Üretmek İçin Yeni Yöntemler Geliştirilmeye Devam Ediyor. Amonyak, azot bazlı gübre üretimi için dünyanın birincil hammaddesidir, ancak bunu üretmek, dünya çapında enerji tüketiminin yüzde 1 ila 2’sine eşdeğer miktarda enerji tüketiyor. National Science Foundation, Jingyi Chen ve Lauren Greenlee’ye amonyak üretemi için alternatif prosesler geliştirmek için 450.000 $ ödül verdi. Araştırma ayrıca, enerji depolama, yakıt ve kimyasal üretimi için daha rafine edilmiş ve çevre açısından daha uygun bir hidrojen üretme yöntemine yol açacaktır.

Chen, J. William Fulbright Sanat ve Bilim Üniversitesi’nde kimya ve biyokimya profesörüdür ve Lauren Greenlee ise Mühendislik Koleji’nde kimya mühendisliği asistan profesörüdür. Çalışmaları NSF’nin sürdürülebilir enerji kaynaklarını keşfetme ve geliştirme hedefini destekliyor.

Başta Haber-Bosch termal katalitik metot olmak üzere amonyak üretimi için konvansiyonel prosesler, amonyak üretmek için gerekli olan hidrojeni hidrokarbon kaynaklarından sağlamaktadır. Chen ve Greenlee, amonyak ve hidrojen üretmek için alternatif bir yöntem olan katalitik elektrokimyasal süreçler veya “elektrolizörler” geliştiriyorlar. Özellikle azot indirgeme reaksiyonu adı verilen ve amonyak oluşturmak için azotun su molekülleri ile birleştirildiği bir yöntem üzerinde yoğunlaşıyorlar. Ayrıca suyun oksijene ve hidrojene ayrıldığı oksijen çevrim reaksiyonu üzerinde çalışıyorlar. Her iki yöntem için araştırmacılar, hidrokarbon esaslı teknolojiler için gerekli olan yüksek sıcaklık koşullarından ziyade ortam sıcaklığında çalışabilen, verimli, değerli metal olmayan nanokatalistleri araştırıyorlar.

Araştırmacılar, demir ve nikel nanoyapıları bimetal ( Birbirine birleştirilen iki ayrı metalden oluşan bir cisimdir. Bimetalik nesneler, alaşımlar gibi iki veya daha fazla metal karışımı olmaksızın, farklı metal tabakalarından oluşur. Trimetal ve tetrametal, sırasıyla üç ve dört ayrı metalden oluşan nesneleri ifade eder. ) katalizörler olarak nitelemekte ve bu katalizörlerin elektrokimyasal prosesler için olan reaktivite ve seçiciliğini değerlendirecekler. Ardından, metallerin yapısını ve bileşimini elektrokatalitik etkinlikle ilişkilendirmek için yöntemler geliştirerek x-ışını absorpsiyon spektroskopisini kullanacaklardır.

Projenin amacı, ticari üretim için geliştirilebilen düşük maliyetli ve daha iyi performans gösteren katalitik bir elektrolizör tasarlamaktır.

Araştırma ve eğitimin entegre edildiği proje, fen, teknoloji, mühendislik ve matematik (STEM) alanlarında öğrencilerin katılımını artırmak üzere tasarlanmıştır. Chen ve Greenlee, araştırma programına katılmak için az temsil edilen gruplardan öğrencileri alacaklar. Araştırmacıların bulguları, Kimya Mühendisliği, Kimya ve Biyokimya bölümleri için öğretim ve müfredat geliştirmeye entegre edilecek.

Kaynak : http://news.uark.edu

Bilimkurgu Ormanı Karbon Salınımı Etkisini İzliyor

Bilimkurgu Ormanı Karbon Salınımı Etkisini İzliyor. İngiltere Staffordshire ormanında endüstriyel ölçekte bir deney, iklim değişikliği hakkındaki bilgi boşluklarının doldurulmasına yardımcı olacak.

Projede, yüksek seviyede karbon dioksit üfleyen 25 metrelik direklerin ağaçları çevrelemesi sağlandı ve açık hava laboratuvarı oluşturdu.

Deney alanı 3 metrelik çitlerle çevrili ve bölge bilim kurgu filmlerini andırmakta.
Bilim insanları, ormanların 21. yüzyılın ortalarında atmosferde beklenen karbon dioksit seviyelerine nasıl tepki vereceğini bulmak istiyor.

CO2, bitki gübresi vazifesi görür ve araştırmacılar, seviyelerin artmasıyla ağaçların gövdelerine, köklerine ve organik maddelerine daha fazla CO2 birikim olacağını düşünüyorlar.
Fakat gübreleme etkisinin besin eksikliği, su eksikliği ve yükselen sıcaklıklar gibi faktörler tarafından zamanla sınırlı olacağına inanıyorlar.
Ağaçların, fosil yakıtların yakılmasıyla üretilen karbonun üçte ikisi ile üçte biri arasında depolandığı tahmin ediliyor.
İklim bilimindeki en tahmin edilemez şeylerden biri, CO2 seviyelerinin artılına bağlı olarak ormanların ne kadar uzun süre iklim değişikliğini tamponlamaya devam edeceğidir.

Deney, dört farklı ülkede gerçekleştirilecek ve ormanın çevre koşullarındaki ağaçlar üzerindeki CO2 etkisi kapsamlı olarak ölçülecek.

Avrupa’da türünün ilk örneğidir.

Mill Haft adlı ormanlık alan, Lichfield Kontunun eski avlanma alanının bir parçasıdır. 25 hektarlık alanı kapsıyor ve 300 yıldan fazla bir süredir ağaç örtüsünün altında olduğu düşünülüyor. Egemen tür yaklaşık 160-180 yıllık İngiliz meşesi Quercus Robur’dur.

Ormandaki deneyler ayrıca 550 ppm düzeyindeki CO2’nin yapraklar, toprak, böcekler ve hastalıklar dahil tüm ekosistem üzerindeki etkilerini inceleyecektir.

Profesör Mackenzie, “Değişen CO2’nin etkisine maruz kalan ağaçların yaprak kimyasında birkaç gün içinde ve birkaç hafta içinde’de toprakta etki görünmesi gerektiğini söyledi.

“Üç yıl içinde kök büyümesi, gölgelik yapısı ve bir dizi diğer yapısal orman elementi, artan CO2’ye maruz kalmaya bağlı olarak bizlere net sonuçlar vermeli”.

Bilim insanları, CO2 artışının deniz ve kara tarafından da ne kadar tamponlanacağı konusunda daha fazla kesinlik kazanmasının yaşamsal olduğunu söylüyor. İyimser düşünceler, doğal dünyanın karbonu emme kabiliyeti, insanlar için fosil yakıtlardan uzak durmak için zaman kazandırabileceğini umuyor.

Staffordshire’daki deneme bölgesi, Birmingham Üniversitesinden emekli Profesör Joe Bradwell tarafından finanse edildi.

Profesör Mackenzie Profesör Bradwell’in karbon ayak izini telafi etmek için 300.000 ağaç dikmesi gerektiğini hesapladığını ve araştırma projesinin taahhüdünün bir parçası olduğunu söyledi.

Haber CHEMLİFE Dergisinin 1. sayısından alınmıştır.

Ulaşmak için : http://chemlife.com.tr/

Yüzen Mikro Robotlar Sularımızı Bakterilerden Arındırabilir

Yüzen Mikro Robotlar Sularımızı Bakterilerden Arındırabilir. Dünyadaki pek çok alanda temiz su eksikliği kalıcı, büyük bir halk sağlığı problemidir. Bir gün, minik robotlar, kirli suyun etrafında yüzerek hastalıklara neden olan bakterilerin temizlenmesine yardımcı olabilir. Bilim adamları ACS Applied Materials & Interfaces dergisinde bu amaca yönelik yeni bir gelişme yayınladılar.

Patojenik bakterilerle kirlenmiş içme suyu, uygun tedavi yöntemi olmayan, hayatı tehdit eden ciddi hastalıklara neden olabilir.

Su, klor veya diğer dezenfektanlar ile dezenfekte edilebilir, ancak bazı güçlü bakterilerin ve diğer mikroorganizmaların çıkarılması zorlaşır.

Suyu bir dezenfektan kombinasyonu ile muamele etmek veya konsantrasyonlarını arttırmak yardımcı olabilir. Fakat bunlar suda kalır ve yan ürünleri insan sağlığına zararlı olabilir. Son yıllarda, araştırmacılar sudaki kirleticileri indirgemek ve yakalamak için kendinden hareketli mikro robotların kullanımını araştırıyorlar. Bu esasa dayanarak Diana Vilela, Samuel Sánchez Ordóñez ve arkadaşları, suya bulaşan bakterileri yok etmek için küçük robotlar yapabileceklerini ispat etmek istediler.

Takım, görevi yerine getirmek için “iki yüzlü” küresel parçacıklar tasarladı. Bir yüz magnezyum ile yapılır, su ile reaksiyona girerek mikrobotları itmek için hidrojen kabarcıkları üretir. Diğer yüz, altın ve gümüş nanopartiküllerin üst üste geldiği katmanlardan oluşur. Bakteriler altın ve gümüş nanopartiküller tarafından yok edildi. Laboratuar testleri, parçacıkların, magnezyum harcanmadan önce 15-20 dakika suda hareket edebileceğini gösterdi. Ve yüksek konsantrasyonda bakteri bulunan suyun içinde E. coli’nin yüzde 80’den fazlasını sıkıştılar. Daha sonra, demirin manyetik özelliklerinden dolayı, mikrobotlar suda herhangi bir zararlı atık bırakmadan kolayca bir mıknatısla uzaklaştırıldı.

Kaynak : phys