Новые материалы

Полимер из бактерий

Американские ученые заставили генно-инженерную бактерию вырабатывать ценное сырье для химической индустрии. Сотрудники калифорнийской биотехнологической компании Genomatica превратили бациллы кишечной палочки Escherichia coli в микроагрегаты для синтеза 1,4-бутанедиола. Этот полимер служит сырьем для производства многих изделий химической промышленности, в том числе органических растворителей и пластмасс. Объем его мирового производства составляет полтора миллиона тонн.

На химических заводах бутанедиол обычно получают из ацетилена и формальдегида. Новый метод основан на использовании генно-инженерной разновидности кишечной палочки, которая превращает водный раствор сахара в бутанедиол. Разработчики полагают, что бактериальный синтез этого полимера в промышленных масштабах потребует на 30% меньше энергии по сравнению с традиционной технологией. Они также рассчитывают создать новые разновидности генно-инженерных микробов, которые смогут синтезировать другие полимерные материалы.

Ультраконденсаторы из графена

Исследователи Техасского университета разработали технологию, которая обещает появление нового семейства высокоэффективных накопителей статических электрических зарядов, так называемых ультраконденсаторов. Эти устройства в принципе работают подобно обычным электрическим конденсаторам, первые образцы которых, знаменитые лейденские банки, появились еще в середине XVIII века.

Простейший конденсатор представляет из себя пару электродов, которые принято называть обкладками, разделенных тонким слоем диэлектрика, вещества, не пропускающего электричество. При его заряде на одной обкладке собираются положительные заряды, а на другой – отрицательные. В ультраконденсаторах количество обкладок очень велико, а расстояние между обкладками с противоположными знаками измеряется нанометрами. Поэтому такие устройства запасают электричество в десятки и даже сотни миллионов раз эффективней по сравнению с обычными конденсаторами.

Для изготовления ультраконденсаторных электродов применяют различные суперсовременные материалы, в том числе и углеродные нанотрубки. Теперь профессор наноинженерных технологий Родни Руофф [Rodney Ruoff] и его ассистенты экспериментально доказали, что в этом качестве можно использовать и графен. Так называют углеродные пленки, толщиной всего лишь в один атом.

Техасские исследователи доказали, что химически модифицированный графен прекрасно подходит для изготовления обкладок ультраконденсаторов. Экспериментальные устройства, которые они изготовили, уже сейчас запасают примерно столько же электричества на единицу веса, сколько хранят лучшие серийные ультраконденсаторы. Профессор Руофф полагает, что емкость графеновых ультраконденсаторов удастся повысить как минимум в два раза. Об этом говорится в статье, которая 8 октября появится в журнале Nano Letters.