Dai Big data all'Intelligenza Artificiale: è possibile hackerare una democrazia?
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Uno degli sforzi più lunghi per non solo sviluppare più energia rinnovabile, ma anche per aiutare a mitigare i cambiamenti climatici rimuovendo il biossido di carbonio dall'atmosfera è un processo chiamato fotosintesi artificiale. Come suggerisce il nome, questo campo comprende gli sforzi per fare ciò che le piante - dividono le molecole d'acqua in idrogeno che conferisce energia e ossigeno respirabile usando la luce solare naturale - noi stessi in un modo che è più efficiente dal punto di vista energetico.
Se gli scienziati riescono a capire come ricreare il processo in cui le piante convertono il CO2 che riscalda il clima in energia pulita, potremmo sviluppare energia pulita teoricamente illimitata, non solo per le persone qui sul pianeta Terra, ma anche per le persone che (si spera) un giorno hanno bisogno di aria pulita ed energia per esplorare e sviluppare strutture vivibili nello spazio. È un'ambizione che risale almeno al 1912 Scienza carta, ma ci sono stati ostacoli, vale a dire che richiede l'uso di catalizzatori costosi, spesso inquinanti.
Fortunatamente, un gruppo di ricercatori del St. John's College dell'Università di Cambridge ha affermato di aver scoperto una soluzione alternativa dividendo con successo le molecole di ossigeno e idrogeno nell'acqua utilizzando un mix di processi naturali e tecnologie artificiali. È un processo che chiamano fotosintesi semi-artificiale e dicono che potrebbe contribuire a rivoluzionare lo sviluppo delle energie rinnovabili. Le loro scoperte sono state pubblicate lunedì a Natura.
"La fotosintesi naturale può essere considerata il progetto biologico per la conversione dell'energia solare in energia chimica e solare," ha spiegato la prima autrice Katarzyna Sokó in una e-mail a Inverso. "Rispetto alla fotosintesi naturale, questo nuovo sistema fa un uso più efficiente dello spettro della luce solare, offre alti rendimenti di conversione e scavalca diverse vie metaboliche concorrenti, che non è realizzabile usando solo la biologia sintetica o la scienza dei materiali."
Cos'è la fotosintesi semi artificiale?
La fotosintesi semi-artificiale è un campo di ricerca relativamente nuovo che cerca di ricreare la fotosintesi utilizzando un mix di biologia sintetica e scienza dei materiali con un occhio alle applicazioni di energia rinnovabile. Lo studio di Cambridge si è concentrato su un enzima trovato nelle alghe chiamato Hydrogenase, che ha usato per dividere l'idrogeno e le molecole d'acqua in un processo che ha smesso di verificarsi naturalmente perché non è più necessario per la sopravvivenza delle alghe.
"Il nostro lavoro … fornisce gli strumenti per lo sviluppo di futuri sistemi semi-artificiali per la conversione di energia e il" ricablaggio "di altri percorsi fotosintetici", ha aggiunto Sokó. "Ad esempio, l'applicazione del sistema in tandem semi-artificiale potrebbe essere estesa oltre la reazione di scissione dell'acqua per fotocatalizzare un'ampia gamma di reazioni, come la conversione del gas a effetto serra, CO2 in un combustibile."
Per ora, il dispositivo è solo una prova di concetto. Sokó ha spiegato che è "relativamente troppo fragile" per le applicazioni industriali. Il take-away più incoraggiante, ha detto, potrebbe essere il fatto che così tanti diversi ricercatori con aree di competenza così diverse sono state in grado di collaborare alla soluzione di un problema così importante.
"È stato sorprendentemente stimolante il numero di diversi campi multidisciplinari e aree di competenza necessarie per sviluppare questo sistema, tra cui scienza dei materiali, nanotecnologia, chimica inorganica, chimica sintetica e biochimica", ha affermato."Ci sono voluti molti anni di ricerca e collaborazione per acquisire conoscenze sufficienti."
I ricercatori ritengono che innovazioni come queste siano essenziali non solo per garantire un futuro di energia rinnovabile, ma anche per garantire che le navi spaziali del futuro possano percorrere lunghe distanze. A luglio, un gruppo internazionale di scienziati ha prodotto un articolo su come condurre esperimenti di esperimenti fotoelettrochimici in ambienti a gravità zero.
L'obiettivo di questo progetto è cercare i modi in cui i ricercatori possono condurre esperimenti come quello del team di Cambridge, ma nello spazio.
Segnalazione aggiuntiva di Sarah Sloat.
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