
Автономные газующие «моторчики» при очистке сточных вод вырабатывают аммиак для топлива
Исследователи из Каталонского института химических исследований (ICIQ), Испания, разработали микродвигатели, которые самостоятельно очищают сточные воды, перемещаясь в них. При этом образуется аммиак, который можно использовать как экологически чистый источник энергии. Для оптимальных настроек автономных очистных двигателей задействовали искусственный интеллект (ИИ), разработанный в Гётеборгском университете, Швеция.
Концепция микродвигателей считается весьма перспективным подходом для восстановления экологии. В значительной степени — благодаря способности автономно перемещаться и выполнять специальные задачи в больших количествах и чрезвычайно малых масштабах. В составе химической «микротурбины» — трубка из кремния и диоксида марганца. При химических реакциях выделяются пузырьки из задней части, придавая трубке движение.
Исследователи из ICIQ усовершенствовали микродвигатель, покрыв его лакказой. Лакказа — это фермент, впервые полученный из лакового дерева ещё в 1883 году. У лакказы немало типов, и в природе это вещество, содержащее медь, встречается во многих микроорганизмах, грибах и растениях. Применительно к изобретению каталонских специалистов это химическое соединение ускоряет преобразование мочевины, которой полно в сточных водах, в аммиак.
Ребека Феррер, аспирантка из ICIQ, объяснила, что открытие очень интересно для водоочистки. На соответствующих установках есть серьёзная проблема с расщеплением всей мочевины, что приводит к перенасыщению загрязнённых вод флорой. Проще говоря, от переизбытка питательных веществ — фосфора и азота — вода легко и быстро зацветает, так как в ней бешено плодятся микроводоросли и цианобактерии. При этой так называемой эвтрофикации выделяются токсичные вещества. Вот почему при цветении вод у городских пляжей там запрещают плавать, а в зацветших прудах случаются заморы рыбы, то есть её гибель.
Превращение мочевины в аммиак даёт и другие преимущества. Шанс получать аммиак из грязной воды — это доступ к источнику экологически чистой энергии, так как из собранного из стоков аммиака можно получать водород.
Но на деле пока всё не так уж радужно. Исследователям предстоит ещё немало потрудиться над микродвигателями-чистильщиками. Так, источник движения — пузырьки — создают проблему для учёных, поскольку микротрубки чересчур «газуют». Ребека Феррер пояснила, что пузырьки закрывают обзор при наблюдениях за ними через микроскоп. А чтобы усовершенствовать конструкцию, её нужно нормально видеть.
И вот тут в дело вступил ИИ из Швеции. Метод из Гётеборгского университета позволяет оценить движения микродвигателей под микроскопом. Причём машинное обучение даёт возможность контролировать в жидкости сразу несколько невидимых обычным глазом «моторчиков».
— Харшит Бачиманчи, аспирант физического факультета Гётеборгского университета.
Пока исследователям трудно сказать, как скоро на муниципальных водоочистных сооружениях можно будет заправить водородом некое транспортное средство. Для выхода на рынок двигателей, которые и очищают, и собирают химическое сырьё, необходимо достичь определённого совершенства.
Концепция микродвигателей считается весьма перспективным подходом для восстановления экологии. В значительной степени — благодаря способности автономно перемещаться и выполнять специальные задачи в больших количествах и чрезвычайно малых масштабах. В составе химической «микротурбины» — трубка из кремния и диоксида марганца. При химических реакциях выделяются пузырьки из задней части, придавая трубке движение.
Исследователи из ICIQ усовершенствовали микродвигатель, покрыв его лакказой. Лакказа — это фермент, впервые полученный из лакового дерева ещё в 1883 году. У лакказы немало типов, и в природе это вещество, содержащее медь, встречается во многих микроорганизмах, грибах и растениях. Применительно к изобретению каталонских специалистов это химическое соединение ускоряет преобразование мочевины, которой полно в сточных водах, в аммиак.
Ребека Феррер, аспирантка из ICIQ, объяснила, что открытие очень интересно для водоочистки. На соответствующих установках есть серьёзная проблема с расщеплением всей мочевины, что приводит к перенасыщению загрязнённых вод флорой. Проще говоря, от переизбытка питательных веществ — фосфора и азота — вода легко и быстро зацветает, так как в ней бешено плодятся микроводоросли и цианобактерии. При этой так называемой эвтрофикации выделяются токсичные вещества. Вот почему при цветении вод у городских пляжей там запрещают плавать, а в зацветших прудах случаются заморы рыбы, то есть её гибель.
Превращение мочевины в аммиак даёт и другие преимущества. Шанс получать аммиак из грязной воды — это доступ к источнику экологически чистой энергии, так как из собранного из стоков аммиака можно получать водород.
Но на деле пока всё не так уж радужно. Исследователям предстоит ещё немало потрудиться над микродвигателями-чистильщиками. Так, источник движения — пузырьки — создают проблему для учёных, поскольку микротрубки чересчур «газуют». Ребека Феррер пояснила, что пузырьки закрывают обзор при наблюдениях за ними через микроскоп. А чтобы усовершенствовать конструкцию, её нужно нормально видеть.
И вот тут в дело вступил ИИ из Швеции. Метод из Гётеборгского университета позволяет оценить движения микродвигателей под микроскопом. Причём машинное обучение даёт возможность контролировать в жидкости сразу несколько невидимых обычным глазом «моторчиков».
Если нет возможности проконтролировать микродвигатель, то не получится и разрабатывать его. Наш ИИ хорошо показал себя в лабораторных условиях
— Харшит Бачиманчи, аспирант физического факультета Гётеборгского университета.
Пока исследователям трудно сказать, как скоро на муниципальных водоочистных сооружениях можно будет заправить водородом некое транспортное средство. Для выхода на рынок двигателей, которые и очищают, и собирают химическое сырьё, необходимо достичь определённого совершенства.
- Дмитрий Ладыгин
- phys.org
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас

Планшет, пролежавший в Темзе пять лет, помог раскрыть серию запутанных преступлений
Эксперты говорят: даже вода не смогла стереть цифровые следы....

«Инопланетяне» на Земле? Древние 8-метровые «грибы» оказались совершенно неизвестной формой жизни
Вот уже 180 лет подряд живые «башни» ставят в тупик всю науку....

«Шерстистый дьявол» обнаружен в пустыне, на границе Мексики и США
Ученые говорят: такой уникальной находки не было последние полвека....

Американские спецслужбы скрывают правду о самой древней из библейских реликвий?
Экстрасенс ЦРУ предупредил: Ковчег Завета убьет каждого, кто к нему прикоснется....

Похоже, что проблема космического мусора в скором времени будет решена раз и навсегда
Новая технология не только очистит космос, но и поможет спутникам работать втрое дольше....

Почему мы не помним себя младенцами? Новое исследование дало ответы
Возможно, помним, но «ларчик» заперт....

Археологи ликуют: в Испании нашли рисунки, которые старше человечества!
200 000-летняя находка заставит пересмотреть учебники....

Скрытые миллиарды: население Земли оказалось гораздо больше, чем считалось
Новые исследования бросают вызов официальным демографическим данным....

Астрофизики рассказали, почему Вселенная замедляется вопреки предсказаниям Эйнштейна
Если открытие DESI и ослабление темной энергии подтвердится, учебники придется переписать....

Ученые поражены: мыши, как спасатели, оживляют своих сородичей, попавших в беду
Открытие, от которого дрогнет даже самое черствое сердце....

Кислород устарел! Ученые нашли новый ключ к внеземной жизни
Гицеанические миры могут стать новой надеждой астрофизиков....

На 100 000 лет раньше людей: ученые рассказали, кто устроил первые похороны на планете
Загадочные карлики Homo naledi, чей мозг был размером с апельсин, оказались не глупее нас с вами....

Секретная мутация гена: оказалось, ее имеют все обитатели Марианской впадины
Поразительное открытие китайских ученых может изменить всю теорию эволюции....

10 лет за 48 часов: ИИ полностью переиграл ученых в поисках секрета супербактерий
Однако эксперты предупреждают: нейросети не только ускоряют науку, они запросто могут столкнуть нас в пропасть....

Ученый рассказал, как использовались загадочные артефакты из гробницы Тутанхамона
Это было как в фильме «Мумия»: «Фараон должен воскреснуть!»...

Самые массовые и дикие розыгрыши на 1 апреля в мировой истории
Это вам не просто «вся спина белая»....