سيانوباكترها؛ فناوري به قدمت بشر

باتوجه به افزايش آلودگي هوا به خصوص در كشورهاي پرجمعيت به نظر مي رسد آينده حيات بشر تنها به استفاده از سوخت هاي پاك به ويژه انرژي خورشيد يا واسطه هايي كه اين منبع عظيم انرژي را قابل استفاده مي كند، وابسته است. به همين دليل پژوهشگران به تازگي پژوهش هايي را روي استفاده از قديمي ترين گروه از جانداران كره خاكي، يعني سيانوباكترها آغاز كرده اند تا با استفاده از قابليت اين باكتري ها بتوانند از نور خورشيد استفاده كنند.
استفاده از سيانوباكترها به عنوان واسطه هايي براي استفاده از انرژي خورشيد با بررسي عملكرد اين باكتري ها در تبديل انرژي خورشيدي به گونه ديگري از انرژي انجام گرفته است.
به اين معني كه بيش از يك دهه پيش پژوهشگران دريافتند شاخص ترين واكنش فتوسنتز در باكتري هايي موسوم به سيانوباكترها از حدود 4ميليارد سال پيش آغاز شده است. اين جاندار در واقع نخستين موجود كره خاكي بود كه مي توانست از مولكول هاي آب به عنوان منبعي براي دريافت الكترون ها براي انتقال انرژي از نور خورشيد و تبديل دي اكسيدكربن به اكسيژن استفاده كند. توان ويژه فتوسنتزي اين موجود زنده نيز به دليل وجود رنگدانه هاي آبي رنگ موسوم به«سيانو» در اين باكتري است. در واقع اين جاندار به عنوان موتوري دوسويه كار فتوسنتز و توليد اكسيژن براي تنفس موجودات ديگر را انجام مي دهد.
اكنون پژوهشگران با استفاده از الگوي فتوسنتز گياهان و عملكرد سيانوباكترها در تبديل دي اكسيدكربن به اكسيژن درصدد هستند از سوخت هاي پاك مانند هيدروژن، انواع الكل ها يا هيدروكربن ها به جاي كربوهيدرات ها استفاده كنند.
در واقع بحران غذا به دليل استفاده بي رويه از منابع غذايي با ارزشي مانند غلات، به دليل كربوهيدرات موجود در آنها يكي ديگر از دلايل تمركز روي اين شيوه جديد استفاده از سوخت هاي پاك است.
پژوهشگران انجمن علوم اروپا در تلاس هستند با تمركز روي روند فتوسنتز گياهان و عملكرد سيانوباكترها به ويژه گونه «آنابنا اسفاريكا» (يكي از انواع باكتري هاي اين گروه) براي تبديل انرژي خورشيد به نيروي برق يا توليد سوخت هاي پاك استفاده كنند.
از طرفي غلات تنها يك درصد از انرژي خورشيدي را جذب مي كنند و اين در مقايسه با سطح زير كشت اين گياهان براي توليد سوخت هاي پاك ازنظر اقتصادي چندان قابل توجيه نيست. از سوي ديگر با تمركز روي افزايش سطح زير كشت اين گياهان با هدف توليد سوخت هاي پاك، بزرگ ترين منبع تغذيه مردم بسياري از كشورهاي جهان با افزايش قيمت كاذبي روبرو خواهد شد.
بنابراين طراحي ساختارهايي براي استفاده از سيانوباكترها و گياهان يا ساختارهاي مصنوعي تا 10درصد مي توانند انرژي خورشيد را جذب و آن را براي توليد سوخت هاي پاك در اختيار ما قرار دهند. به اين ترتيب با مشكلاتي نظير كمبود مواد غذايي يا ناتواني در توليد انرژي از طريق منابع انرژي كم توان تر مانند باد روبه رو نخواهيم شد.
پژوهشگران برگ هاييESF آرو را با ساختار ژنتيكي خاص طراحي كرده اند. اين برگ ها داراي دو ويژگي هستند. نخست آنكه توان فتوسنتز دارند و دوم اينكه قابليت خود ترميمي دارند. اين ويژگي ها به اين برگ ها اجازه مي دهد در صورت تخريب يا آسيب بخشي به دليل واكنش هاي فتوسنتزي، پروتئين ها را جايگزين محل هاي تخريب شده كنند تا بخش هاي آسيب ديده ترميم شوند.
با بررسي دقيق برگ ها زير ميكروسكوپ، كلروپلاست ها يا رنگدانه هاي فتوسنتزي به خوبي قابل تشخيص است.
مرحله بعدي طراحي برگ هايي با قدرت جوانه زني كامل مانند برگ هاي طبيعي و سيانوباكترها است. به اين ترتيب به نظر مي رسد شايد طي 10 تا 20سال آينده بتوان با استفاده از اين ساختارهاي جديد توليدكننده سوخت هاي پاك، به جايگزيني كامل سوخت هاي پاك به جاي سوخت هاي فسيلي اميدوار بود.
توليد و استفاده از سوخت هاي پاك توليدشده به روش فتوسنتز به شناسايي عملكرد فتوسيستم2، يعني مرحله شكستن اتم هاي هيدروژن آب و استفاده از پروتون ها و الكترون هاي آن براي انتقال انرژي جذب شده خورشيد در مرحله فتوسيستم يك وابسته است. به اين ترتيب شايد بتوان از اين روش براي تجزيه پروتئين ها و چربي هاي موجود در ساير جانداران به ويژه ريزجانداران براي توليد سوخت هاي پاك استفاده كرد.
منبع:SCienceDailycom

سفر به فضا با آسانسورآيا اين رؤيا به واقعيت نزديك مي شود؟!

داستان هاي علمي- تخيلي آنچه را كه انسان در آرزوي به دست آوردنش است به تصوير مي كشد. ماشين هاي فضايي، روبات هاي سخنگو و... را هميشه در داستان هاي تخيلي شنيده ايم اما ژاپني ها اكنون عزم خود را جزم كرده اند تا داستان هاي علمي- تخيلي را به واقعيت تبديل كنند. آنچه ژاپني ها درسر مي پرورند از همه آنچه در داستان ها و فيلم هاي تخيلي خوانده و ديده ايم عجيب تر است اما آنها مي خواهند نشان دهند بين تخيل و واقعيت فاصله چنداني هم نيست. آسانسور فضايي آن چيزي است كه دانشمندان و محققان ژاپني به دنبال خلق آن هستند. راه هايي كه بشر از آن براي رسيدن به فضا استفاده كرده و مي كند راه هايي سخت و برخي اوقات ناكارآمد است اما بسياري درتلاشند سفر بشر به فضا در قرن 21 را به كاري آسان و بدون مشكل تبديل كنند.
براي شيميدانان و فيزيكدانان، دانشمندان علوم مواد، فضانوردان و عاشقان سفر فضايي در سراسر جهان، آسانسور فضايي دست نيافتني ترين موضوع است. تصور كابل هاي قوي، بسيار سبك و بدون لرزش كه به زمين متصل است و درنهايت به اتمسفر ختم شده و به يك ايستگاه فضايي متصل مي شود. كابلي با طول 36 هزار كيلومتر با يك نوار ثابت حمل كننده كابين اين آسانسور خواهد بود و مكان هايي هم براي سوختگيري اين آسانسور غول آسا درنظر گرفته خواهد شد. اين تصور كلي از آسانسور فضايي است كه بزرگ ترين كمپاني هاي ژاپني و دانشگاه هاي اين كشور ساخت آن را در ذهن مي پرورانند، دانشمندان پشت اين طرح و ايده مي گويند كابين اين آسانسور قابليت حمل هر نوع كالايي را دارد. آسانسور فضايي مي تواند انسان، ژنراتورهاي عظيم خورشيدي يا حتي بشكه هاي ضايعات راديواكتيو را حمل كند. نكته جالب توجه در اين طرح اين است كه آزاد شدن از سطح جاذبه زمين ديگر نيازمند انرژي فوق العاده اي نخواهد بود. اين آسانسور احتمالاً صدبرابر انرژي كمتر از پرتاب يك موشك به فضا نياز خواهد داشت. شوئيچي اونو رئيس بنياد آسانسور فضايي ژاپن مي گويد: «مانند سفر كردن به خارج هركس قادر خواهد بود با اين آسانسور به فضا برود.» اين طرح موردتوجه دانشمندان سراسر دنيا و سازمان هاي دولتي ازجمله ناسا واقع شده است. بنياد آسانسور فضايي ژاپن از علاقه مندان به اين طرح خواسته طرح ها و ايده هاي خود را براي ساخت اين آسانسور به آنها ارائه دهند. براي بهترين طرح ها براي كابين اين آسانسور و انتقال آن به فضا جوايزي هم درنظر گرفته شده است.
براي اولين بار سي كلارك در كتابش با نام «سرچشمه بهشت» كه در سال 1979 به چاپ رساند چنين ايده اي را مطرح كرد. طرح بنياد ژاپني هم به ا ندازه تصوير كتاب كلارك شجاعانه و بدون نقص است كه مي تواند زندگي بشر را دگرگون كند. برخلاف ايده هايي چون «سفربه ستارگان» و «ماشين زمان» طرح آسانسور فضايي هيچ تناقضي با قوانين علمي ندارد وتنها ممكن است بشر در ساخت آن با مشكلات بسيار پيچيده مهندسي مواجه شود. باوجود اين ژاپني ها بر اين باورند تكنولوژي پيشرفته و پايگاه هاي صنعتي استثنايي شان به راحتي مي تواند با اين مشكلات كنار بيايد. ژاپني ها از هم اكنون هزينه ساخت اين آسانسور را 5ميليارد پوند تخمين زده اند. اگر ژاپن اكنون به عنوان قدرت اول جهاني درساخت و ساز و توليد مواد باكيفيت مهندسي نبود طرح اين ايده مثل يك شوخي بي مزه شايد خيلي زود فراموش مي شد. اما با پيشرفت هاي ژاپن ساخت اين آسانسور فضايي خيلي هم بعيدبه نظر نمي رسد. بزرگ ترين مشكلي كه در اين طرح وجود دارد كابل هاي آن است. رساندن اين آسانسور به يك ايستگاه ماهواره اي در خارج از سطح زمين نيازمند كابلي بسيار طويل است كه بتواند به سطح خلأ برسد و در عين حال بدون لرزش و مشكل كابين آن را حمل كند. اين كابل بايد فوق العاده سبك و بي نهايت قدرتمند باشد و درعين حال در برابر برخورد اجسام خارجي در داخل و خارج اتمسفر هم مقاوم باشد. به گفته گروه هايي كه روي اين طرح كار مي كنند اين مشكل را مي توان با لوله هايي به ضخامت نانومتر و از جنس كربن حل كرد. در حال حاضر كمپاني هاي بزرگ ژاپني توليدكننده كاشي از اين ماده در توليدات خود استفاده مي كنند. به گفته يوشيو آئوكي پروفسور دانشگاه نيهون و يكي از مديران بنياد آسانسور فضايي ژاپن اين كابل بايد 4 برابر قدرتمندتر از لوله هاي نانومتر كربني كه در حال حاضر از آن استفاده مي شود، باشد. به گفته او ديگر كابل هايي كه براي اين آسانسور استفاده مي شود بايد 180 بار قوي تر از فولاد باشد.
موضوع ديگري كه در ساخت اين آسانسور مطرح است نيروي پشت حمل كابين اين آسانسور به فضا است. پروفسور آئوكي در اين باره مي گويد: «ما در فكر بهره گيري از تكنولوژي استفاده شده در قطارهاي گلوله اي (بسيار سريع) هستيم. لوله هاي كربني رساناي بسيار خوب الكتريسيته هستند بنابراين ما در اين فكر هستيم از دو كابل موازي كه يكي مسئول رساندن نيرو به كابين باشد در اين طرح استفاده كنيم.»
Bbcnewsukcom

تصاويري از تولد يك ستاره به ثبت رسيد

تلسكوپ فضايي هرشل كه به تازگي فعاليت رسمي خود را آغاز كرده است تصاويري از تولد ستارگان را در منطقه اي از كهكشان راه شيري به زمين ارسال كرده است.
به گزارش مهر، تلسكوپ فضايي هرشل به تازگي تصاوير خيره كننده و درخشاني را از كهكشان راه شيري به زمين ارسال كرده و در تصاوير خود تولد چند ستاره را به ثبت رسانده است.
مأموريت اين تلسكوپ فضايي كه با همكاري سازمان فضايي اروپا و ناسا شكل گرفته است در ماه مي سال جاري آغاز شد تا جهان در طول موج مادون قرمز مورد بررسي قرار گيرد. هرشل از دو ابزار به صورت همزمان براي ثبت تصاوير جديد از كهكشان راه شيري استفاده كرده و تصاوير خود را در پنج طيف رنگي متفاوت از مادون قرمز به ثبت رسانده است.
در تصاوير جديد كه طي فاز آزمايشي رصد اين تلسكوپ به ثبت رسيده اند جزئيات دقيقي از منطقه اي در كهكشان راه شيري آشكار شده است كه در نزديكي صفحه حجيم كيهاني قرار دارد. در اين منطقه ابرهاي بزرگ گاز و غبار در كنار يكديگر قرار گرفته و ستاره هاي جديد درحال تولدند.
بيشتر بخش هاي اين منطقه توسط دامنه معمولي نور پوشش داده شده اند اما هرشل با ثبت تصاوير با كمك مادون قرمز نشان داد اين منطقه ستاره ساز غني تر از آن چيزي است كه در گذشته تصور مي شد. گازهاي درون ابر بسيار حجيم بوده و در ميان پيچ و خم هاي متصل به هم امتداد يافته اند و در كنار آنها رشته هايي از ستارگان كوچك وتازه متولد شده به چشم مي خورد.
رنگ ها در تصاوير هرشل هركدام به عنوان يك كد نشان دهنده خصوصيات حرارتي متفاوتي در منطقه هستند براي مثال رنگ آبي نشان دهنده مواد گرمتر، رنگ قرمز نشان دهنده مواد سردتر و رنگ سبز نشان دهنده حرارت متعادل در مواد موجود در ابرهاست. سردترين مواد و غبارهاي موجود را مي توان در ساختار باريك و ريسمان مانندي در تصاوير مشاهده كرد.
براساس گزارش ام اس ان بي سي، دانشمندان اميدوارند اطلاعاتي كه هرشل در آينده ارائه خواهد كرد بتواند اطلاعات دقيق تري از تاريخچه تولد ستارگان در جهان هستي را در اختيار محققان قرار دهد.