Nieuw materiaal trekt koolstof uit de lucht voor zelfreparatie

Anonim

Nieuw materiaal trekt koolstof uit de lucht voor zelfreparatie

materialen

Michael Irving

12 oktober 2018

Het nieuwe hydrogelmateriaal (donkergroen) bevat chloroplasten (lichtgroen) die het koolstof uit de lucht laten absorberen om scheuren op te lossen (Credit: MIT)

Met het recente rapport van de Intergouvernementele Werkgroep inzake klimaatverandering (IPCC), dat een nogal alarmerend beeld schetst van de niet al te verre toekomst, is het niet genoeg om onze koolstofoutput te verminderen - we moeten actief wat uit de atmosfeer verwijderen. Directe luchtopnamesystemen zouden het echt zware werk kunnen doen, maar op een kleinere schaal hebben MIT-ingenieurs een nieuw materiaal ontwikkeld dat koolstof uit de lucht kan zuigen en het kan gebruiken om sterker te worden of zichzelf op te bouwen.

Het materiaal in kwestie is een hydrogelmatrix, gemaakt van een aminopropylmethacrylamide (APMA) en glucosepolymeer, en een enzym dat bekend staat als glucose-oxidase. Maar de actieve ingrediënten zijn chloroplasten, de stukjes plantencellen die licht katalyseren tijdens fotosynthese. In dit geval werden ze uit spinaziebladeren gehaald en ingebed in de hydrogel, waar ze aan het werk gaan koolstof uit de omgevingslucht plukken, het in een vaste vorm veranderen en dat gebruiken om zichzelf te "bouwen".

"Stel je een synthetisch materiaal voor dat zou kunnen groeien als bomen, de koolstof uit de koolstofdioxide zou nemen en het zou opnemen in de ruggengraat van het materiaal, " zegt Michael Strano, de corresponderende auteur van de studie.

Deze mogelijkheid geeft het materiaal een paar voordelen. Samen met het verwijderen van koolstof uit de lucht, kan het ook zorgen voor een oppervlak dat automatisch barstjes, krassen en krassen die zich vormen, oplost. Bovendien kan het het transporteren van bouwmaterialen eenvoudiger maken - het begint licht voor verzending, en als het eenmaal aankomt, bulklapt het zichzelf op om sterker te worden.

"Ons werk toont aan dat koolstofdioxide niet alleen een last en een prijs hoeft te zijn", zegt Strano. "Het is ook een kans in dit opzicht, er is overal koolstof, we bouwen de wereld op met koolstof, mensen zijn gemaakt van koolstof." Het maken van een materiaal dat toegang heeft tot de overvloedige koolstof om ons heen is een belangrijke kans voor materiaalkunde. Op deze manier gaat ons werk om het maken van materialen die niet alleen koolstofneutraal zijn, maar ook koolstofnegatief. "

Veelbelovend zoals het tot nu toe lijkt, er zijn nog steeds veel hindernissen om over te springen voordat dit proof-of-concept materiaal op de markt zou kunnen komen. Ten eerste overleven de chloroplasten slechts een paar uur nadat ze uit de fabriek zijn verwijderd, dus het team werkt aan de ontwikkeling van synthetische versies die langer werken. Er zal ook meer werk moeten worden verzet om het materiaal sterk genoeg te maken om mee te bouwen, maar in zijn huidige vorm zou het kunnen werken als een zelfherstellende coating of gap-filler.

Het onderzoek werd gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Materials .

Bron: MIT

Het nieuwe hydrogelmateriaal (donkergroen) bevat chloroplasten (lichtgroen) die het koolstof uit de lucht laten absorberen om scheuren op te lossen (Credit: MIT)