@ 2016.01.06 , 16:10
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科学家用纳米级反应堆制造出氢气

美国的研究人员们研发出了一种类似病毒的生物材料,它能廉价且干净地催化出氢气,有助于人们用新型环保手段生产生物燃料。

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研究人员们将一种被修饰过的酶藏在了一种病毒保护性的蛋白质外壳(即病毒衣壳)中。比起未经改变的酶,这种“纳米反应堆”催化的效率提升了一百五十倍。

美国印第安纳大学的化学家Trevor Douglas表示:“本质上来说,我们利用了病毒自我组装大量遗传物质的能力,以及这种脆弱而又敏感的酶摄入质子并吐出氢气的卓越性能。结果我们得到了一种像病毒的粒子,它能像复杂的材料那样,催化产生氢气。”

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为了创造出这种名为P22-Hyd的生物材料,该团队从常见的细菌大肠杆菌中提取了两种基因hyaA和hyaB,它们含有编码氢化酶的关键酶亚基。接着他们将这种酶插入了噬菌体P22的蛋白质衣壳中。

氢化酶和病毒衣壳融合的后果是人们能简单地利用发酵过程,高效地催化出大量氢气。相比其它形式的生物燃料,比如利用铂来催化氢气,这种方法更廉价且不会对环境带来负面影响。

Douglas说:“这种材料的催化性能堪比铂,同时它也可再生。你不需要挖矿来得到它;利用发酵技术你可以在室温下大量生成氢气;它能被生物降解。这是一种制作高端可持续材料的绿色手段。”

除了破坏水分子之间的化学键来产生氢气之外,P22-Hyd还能够从另外一种方面进行催化,将氢气和氧气重新结合在一起产生能量。

研究人员们使用的NiFe(氮-铁)氢化酶是自然界中发生的三种反应之一,它最适合这种任务,能够轻易地被整合到生物材料中且耐氧。比起未经改变的NiFe酶,它的耐热性和抵抗环境中化学物质的能力都大大增强。

Douglas表示:“以前没有人能够做到大批量生产足够的氢气。现在我们用这种可持续的方法能够产生大量氢气,同时产生氢气的效率也得到了很大提升。”

该研究被发表在自然化学期刊上。

本文译自 Sciencealert,由译者 肌肉桃 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 26+1

  1. KFC神马的
    @2 years ago
    3029308

    希望能低成本工业化吧

    [11] XX [0] 回复 [0]
  2. 3029310

    是否说氢能可以开始推广了?

  3. 3029311

    万一这玩意泄露到水体会怎样?

    [27] XX [3] 回复 [0]
  4. 帮主
    @2 years ago
    3029339

    @NEO: 然后人类不得不整日燃烧空气中富裕的氢气以将其还原为水

    [35] XX [2] 回复 [0]
  5. 3029356

    崔佛不抢银行,改行去搞化学?

  6. 杍墨
    @2 years ago
    3029365

    在生物技术能直接把化学能转化成动能,可持续发展应该就真的可以实现了

  7. 豆芽
    @2 years ago
    3029368

    快,癌症组和battery要加油了

    [18] XX [0] 回复 [0]
  8. 3029371

    全称是p22-hydra virus

  9. 呵呵
    @2 years ago
    3029378

    Ni是镍不是氮

  10. 要惜福啊
    @2 years ago
    3029383

    继新材料对之后,能源队又再加一分,宇宙队表示16年开始执行火星载人计划,很快就能赶超,癌症队-上次飞机失事癌症队直接倒退50年,想要赶超有难度,你们先别关注。。。。。

    [28] XX [0] 回复 [0]
  11. 3029414

    每年氢气泄漏到外太空有多少?
    大气层的洞有多大?
    火星以前有大气层吗?

  12. 3029439

    文章中的没有说到底是使用什么能量源

  13. king5268
    @2 years ago
    3029440

    希望是真的………. 并且可以大量推广

  14. 三不
    @2 years ago
    3029457

    。。。这些病毒会不会飞上天?

  15. 3029507

    @NEO:
    这是催化 不是直接反应
    这有本质区别

  16. fffffffff
    @2 years ago
    3029508

    @郭兆坤

  17. 3029727

    @Cyrix:

    根据我浅薄的高中化学知识,催化剂实际上是参与反应的。

    只不过是反应过程中,消耗一定量的某物质,最后又会生成等量的该物质,数量上没有任何变化,看似没有参与反应。

    假如不加该物质,这个反应就不会发生或者很难发生,所以这种物质才被称为该反应的催化剂。

  18. 一大波僵尸
    @2 years ago
    3029731

    制备氢气不难,关键是储存运输太高成本。

  19. electronic currant
    @2 years ago
    3029744

    留给癌症队的时间不多了

  20. 睡不着
    @2 years ago
    3029755

    @electronic currant: @NEO: 我第一个念头就是第二个火星

  21. 御手洗肛裂
    @2 years ago
    3029779

    @杍墨: 驴拉磨?

  22. 3029784

    @Toto: 虽然会发生反应,但是反应条件没有详细的说明。如果自然环境能轻松满足的话…画美不看

  23. sandersyao
    @2 years ago
    3029944

    氢气过多 是否容易被太阳风剥离走

  24. Spector
    @2 years ago
    3030095

    @Atlas: 这个东西不能自我复制,它只是类似病毒,所以不用担心

  25. 三狗子
    @2 years ago
    3030794

    还是用纳米级反应堆造屁味比较好,每个电梯配备一个。

  26. 3036655

    @Spector: 可以通过基因工程改良成自我复制的环境生物武器么

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