这种细菌“吃”进温室气体“吐”出燃料 甲烷变甲醇指日可待！
甲烷营养细菌每年消耗3000万公吨甲烷，并因其将强大的温室气体转化为可用燃料的天然能力而吸引了研究人员。然而，我们对复杂反应是如何发生的知之甚少，这限制了我们利用这一双重优势的能力。 通过研究细菌用来催化反应的酶，西北大学的一个研究小组现在发现了可能推动反应的关键结构。 他们的研究结果将于周五（3月18日）发表在《科学》杂志上，最终可能导致开发将甲烷转化为甲醇的人造生物催化剂。 西北大学的艾米·罗森茨威格是这篇论文的资深作者，她说：“甲烷有很强的键，所以有一种酶可以做到这一点，这是非常值得注意的。如果我们不能确切地理解这种酶是如何进行这种困难的化学反应的，我们就无法为生物技术应用设计和优化它。” 罗森茨威格是西北大学温伯格文理学院的温伯格家族杰出生命科学教授，她在该学院的分子生物科学和化学领域都有任职。 这种被称为颗粒甲烷单加氧酶（pMMO
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2022/03/23
重大突破！物理学家制备了一种超冷云，通过磁场和量子干涉控制化学反应
近日，麻省理工学院-哈佛超冷原子中心 (CUA) 的物理学家开发了一种控制化学反应结果的新方法，利用磁场的微小变化，在化学反应过程中对碰撞粒子的量子力学波函数进行细微的改变。这通常使用温度和化学催化剂来完成，或者最近使用外部场（电场、磁场，或激光束）来完成。 图片来源：凯特尔集团/麻省理工学院 CUA 麻省理工学院 CUA 的物理学家现在为此添加了一个新的转折点：他们利用磁场的微小变化对化学反应过程中碰撞粒子的量子力学波函数进行了细微的改变。他们展示了这种技术如何将反应引导到不同的结果：增强或抑制反应。 这只有通过在绝对零以上百万分之一度的超低温下工作才能实现，其中碰撞和化学反应以单量子态发生。 麻省理工学院 CUA 研究人员制备了一种超冷云，其中钠原子和双原子钠锂分子的混合物处于特定量子态，其中电子的所有磁矩（或自旋）都通过强磁场排列。
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2022/03/17
给生活加点“酶”，可以将二氧化碳转化为清洁燃料的效率提高18倍
研究人员已经开发出一种有效的概念，可以将二氧化碳转化为清洁、可持续的燃料，而不产生任何不必要的副产品或废物。 剑桥大学的研究人员先前已经表明，生物催化剂或酶可以用可再生能源清洁燃料，但效率很低。 他们的最新研究在实验室环境下将燃料生产效率提高了18倍，表明污染性碳排放可以高效地转化为绿色燃料，而不会浪费任何能源。研究结果发表在《自然化学》和《美国国家科学院院刊》上的两篇相关论文中。 大多数将二氧化碳转化为燃料的方法也会产生不需要的副产品，如氢气。科学家可以改变化学条件，以尽量减少氢气的产生，但这也会降低二氧化碳转化的性能：因此可以生产更清洁的燃料，但要以效率为代价。 剑桥大学开发的概念证明依赖于从细菌中分离出来的酶来驱动将二氧化碳转化为燃料的化学反应，这一过程被称为电解。酶比金等其他催化剂效率更高，但它们对当地的化学环境高度敏感。如果当地环境不太好，
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2022/03/10
工业革命的“拦路虎”：能源有新“解”了，波钻技术是“利”是“弊”？
3月7日消息，近日，英国《每日邮报》报道了一个有些让人目瞪口呆的计划，美国一家初创公司打算开发一种“波钻”深入地下20千米处，率先在核聚变突破前实现“无限能源”。 Quaise Energy是麻省理工学院的一家初创公司，总部位于波士顿和休斯顿，近期获得了4000万美元的融资，用于开发该公司提出的一种钻探技术：“Wave Drill”（波钻）。 工业革命的“拦路虎”：能源 能源问题从人类文明诞生以来就一直困扰着我们，每一次工业革命的本质就是：能源革命。 第一次工业革命表面上是蒸汽机的使用，实际上是人类开始广泛使用煤炭； 第二次工业革命则是石油和电能的广泛使用。 由于全球变暖的大背景下，这些年人类开始普遍追求清洁能源。 对于地球来说，主要的能量来源99%都来自于太阳。就拿煤炭和石油来说，它们属于化石能源，在几千万
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2022/03/08
真正的“吞沙巨兽”：国产沙子“胶水”，一天可治40亩，万亩黄沙变良田
有没有想过，将地球上的沙漠全部改造为农田，是否可以解决人类所面临的饥饿问题。 虽然这个构想看似天马行空，但中国科学家正在这方面做出努力，沙子也能够变成土？ 中国推出新型沙漠治理粘合剂，可以让万亩沙漠直接变成良田，沙漠化作为一个生态问题，是1977年联合国沙漠化会议以后才正式广泛采用，其内容为：土地滋生生物潜力的削弱和破坏，最后导致类似沙漠情况，它是生态系统普遍恶化的一个方面，它削弱或破坏了生物的潜力。 如何治理沙漠，是许多国家绕不开的话题，因为全球沙漠化问题已经日益严峻，中国也是受沙漠影响比较大的国家，国内分布着多座大沙漠，而且风沙问题也一直在影响着周边地区，内蒙古的风沙甚至能够一路吹到日本，北京更是长期受到这一问题的影响，所以治理沙漠就显得非常重要，中国早在新中国成立后就启动了治沙工作。 虽然长期治沙让中国取得了不少的成就，
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2022/03/04
制“氧”有道！研究人员开发出一种新的廉价催化剂，可快速从水中分解氧气
将水分子分解以产生氧气的电化学反应是多种方法的核心，这些方法旨在生产用于运输的替代燃料。但是这种反应必须通过催化剂材料来促进，而目前的版本需要使用稀有和昂贵的元素，如铱，限制了这种燃料生产的潜力。 现在，麻省理工学院和其他地方的研究人员已经开发出一种全新的催化剂材料，称为金属氢氧化物-有机骨架 (MHOF)，它由廉价且丰富的成分制成。该材料系列使工程师能够根据特定化学过程的需要精确调整催化剂的结构和成分，然后它可以匹配或超过传统、更昂贵的催化剂的性能。 这些发现发表在《自然材料》杂志上，由麻省理工学院博士后袁帅、研究生彭佳宇、杨绍霍恩教授、尤里·罗曼-莱什科夫教授和其他 9 人撰写。 说明：插图描绘了一个电化学反应，在团队的金属氢氧化物有机框架结构内发生了一个电化学反应，将水分子（左侧，红色的氧原子和白色的两个氢原子）分解成氧分子（右侧），如图所示作为顶部和底
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2022/03/01
尼龙66背后藏着一个大产业：曾被己二腈卡住脖子，国内巨头百亿布局迎市场红利期
尼龙丝究竟能用来干什么？ 这是鹤壁一家名叫“中维化纤股份有限公司”（简称“中维化纤”）的企业每天都在思考的问题。自2015年通过豫沪产业转移项目落地鹤壁以来，他们的工作重点，就是探索尼龙66在千行百业应用的可能性。 这家企业还在哪些领域摸索出了尼龙66的应用场景？ 1、尼龙66制成的产品丰富多样 走进中维化纤的产品展示区，尼龙66制成的产品丰富多样，有序陈列着：安全气囊、新能源汽车锂电池的外壳、高铁专用轨距挡板、箱包、足球，甚至汽车后备厢的开关…… 中维化纤副总经理王海伦介绍，中维化纤由上海摩资投资有限公司投资控股，主营尼龙66特种工业长丝、尼龙66工业短纤、特种改性工程塑料等系列产品，目前是国内唯一生产尼龙66安全气囊丝的民营企业。 其生产的尼龙66超细旦工业丝、尼龙66工业短纤产品填补了国内空白；尼龙66高强色纱填
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2022/02/24
海菠萝壳+血液废物=金属空气电池催化剂！新发现将推助力下一代能源设备
海菠萝是一种可食用的海鞘，在日本是一种美味佳肴，东北地区以其海菠萝生产而闻名，在日本被称为霍亚。现在，一个研究小组发现了每年被丢弃的海菠萝壳的新用途。 在 Hiroshi Yabu 教授的带领下，该团队证明了海菠萝壳中纤维素纳米纤维的碳化可以制备高质量的碳，当与畜牧业的血液废物混合时，具有与稀有金属相似的电性能。 该发现有望应用于下一代能源设备，如燃料电池、金属空气电池，并显示出作为水电解系统电催化剂的潜力。 用海菠萝壳纤维素纳米纤维和干血粉制造催化剂。图片来源：东北大学 氧还原反应对于能源设备至关重要。这些设备中的阴极通常使用铂和氧化铱作为电催化剂，但这些都是稀土材料，因此价格昂贵。 科学家们已经探索了替代碳源，但这些碳源涉及大量的 CO 2排放。Yabu 和他的团队已经证明，这个过程既可持续又不含金属。 牲畜血液中
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2022/02/21
生物洗发水和植物保护剂会对环境产生有害影响 把它们装入微凝胶“容器”就不会了
通过对可持续的、新开发的化学品和产品进行早期评估，可以评估在产品级联的后期释放有毒物质的潜在风险。这一点在法兰克福歌德大学和亚琛RWTH大学联合进行的一项概念验证研究中得到了揭示。在研究过程中，使用计算机建模和实验室实验相结合的方法，分析了可持续生物表面活性剂（可能应用于生物洗发水等）的毒性，以及一种新的植物保护剂经济部署技术的毒性。这项研究是从生态毒理学角度实现安全生物经济的第一步，它使用可持续的资源和过程来显著减轻环境负担。 地球上的自然资源正在短缺，但同时它们也是我们繁荣和发展的基础。欧盟打算借助其修订后的生物经济战略来克服这一困境。经济将以可再生材料为基础，而不是依赖化石材料。这些包括植物、木材、微生物和藻类。在某个时间点上，一切都将在闭环中被发现，然而，循环生物经济的实施需要化学品制造的转变。它们还必须由生物材料而不是原油生产。基于这些要求，美国化学家保罗·阿纳斯塔斯和
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2022/02/17
受蝴蝶启发，研究人员3D打印彩色纳米结构，持续时间更长且不会褪色
苏黎世联邦理工学院的研究人员通过 3D 打印某些受蝴蝶启发的纳米结构创造了人工色素。这个原理以后可以用来制作彩屏。 对于他们的新技术，生物化学工程教授 Andrew deMello 小组的科学家从蝴蝶中汲取了灵感。原产于热带非洲的 Cynandra opis 物种的翅膀饰有绚丽的色彩。这些是由可见光波长范围内极其复杂的规则表面结构产生的。通过偏转光线，这些结构可以放大或抵消光的各个颜色分量。在 deMello 的带领下，研究人员使用纳米 3D 打印技术成功复制了 Cynandra opis 的表面结构以及其他改性结构。通过这种方式，他们创造了一种易于使用的原理，用于生产产生结构颜色的结构。 自然界中有许多这种结构着色的例子，包括不规则的表面结构——例如，在其他蝴蝶物种中发现的。“然而，Cynandra opis 翅膀上的规则纳米结构特别适合使用 3D 打印进行重建，”d
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2022/02/14
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2021.11.16
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