Ahli kimia penyelidikan di Sweden telah menemui cara membuat tingkap dari kayu. Imej: Brett Jordan melalui Flickr

Daripada membuat kayu telus untuk panel solar atau tingkap untuk mengubah karbon dioksida dan membuang sisa ke dalam botol plastik, para saintis mencari cara yang bijak untuk menghalang bahan bakar fosil.

Saintis Denmark telah mengambil pelajaran dari dunia tumbuhan, membalikkannya, dan menggunakannya koktel cahaya matahari dan klorofil untuk mengubah tumbuh-tumbuhan menjadi kimia.

Dan dalam sentuhan yang tidak dapat ditahan, para penyelidik California telah belajar bagaimana ubah karbon dioksida dan sisa tumbuhan menjadi botol plastik.

Sementara itu, saintis di Stockholm telah menemukan cara untuk mengubah salah satu produk hebat Sweden, kayu, menjadi sesuatu yang telus boleh digunakan untuk panel solar atau bahkan untuk tingkap.

Tidak jauh ke barat daya Stockholm, di Linköping, ahli kimia yang berpengalaman tenaga telah mencipta jenis baru supercondenser yang dapat menyimpan panas matahari dan membebaskannya sebagai elektrik.

Kesemuanya adalah satu lagi contoh yang menakjubkan sumber dan kepintaran ditempatkan di makmal dunia untuk menghindari sumber bahan bakar fosil, mencari cara untuk mengeksploitasi sisa, dan sekata mengubah gas rumah hijau menjadi sumber yang boleh dieksploitasi.

Biomas tumbuhan

Kemajuan terkini - semuanya masih jauh dari eksploitasi komersil - bermula dengan hubungan antara tanaman, cahaya matahari dan atmosfera.

Claus Felby, profesor biojisim dan bioenergi di Universiti Copenhagen, dan rakan sekerja melaporkan dalam Komunikasi Alam bahawa cahaya matahari dikumpulkan oleh klorofil dan dipasangkan dengan spesifik enzim oksidatif ? ini bertanggungjawab untuk menjadikan kulit epal dan buah-buahan lain menjadi coklat ? boleh memecahkan biojisim tumbuhan seperti pencukuran kayu, tangkai gandum, sekam jagung atau pemotongan rumput kepada produk sampingan yang boleh dijadikan bahan api dan biokimia untuk plastik.

"Ini adalah permainan changer, yang boleh mengubah pengeluaran bahan api dan bahan kimia industri, dengan itu dapat mengurangkan pencemaran dengan ketara," kata Profesor Felby.

"Ia sentiasa betul di bawah hidung kita, tetapi tidak ada yang pernah mengambil perhatian: fotosintesis melalui matahari tidak hanya membiarkan sesuatu berkembang, prinsip yang sama boleh digunakan untuk memecahkan masalah tumbuhan ke bawah, membenarkan pembebasan bahan kimia. Dalam erti kata lain, cahaya matahari memacu proses kimia. "

Matthew Kanan, penolong profesor kimia di Universiti Stanford di California, berharap untuk memendekkan proses juta tahun 100 yang berubah Carboniferous dedaunan menjadi bahan bakar fosil, dan kemudian menjadi plastik.

"Matlamat kami adalah untuk menggantikan produk yang dihasilkan petroleum dengan plastik yang diperbuat daripada CO₂ . . . anda secara mendadak boleh mengurangkan jejak karbon industri plastik "

Dia dan rakan sekerja melaporkan dalam jurnal Nature bahawa mereka hanya menemui satu cara untuk melangkaui juta tahun 100 dan laluan minyak mentah.

Produk plastik bermula dengan polyethylene terephthalate, dikenali sebagai poliester. Lima puluh juta tan barangan dibuat setiap tahun, dari petroleum dan gas asli, dalam masa yang mana 200 juta tan karbon dioksida dibebaskan ke atmosfera.

Para penyelidik Stanford mendapati cara untuk menjadikan produk sisa pertanian dan karbon dioksida menjadi sebatian yang dipanggil asid 2-5-Furandicarboxylic, menjadi asas kepada alternatif plastik rendah karbon. Ia adalah, mereka berkata, hanya langkah pertama.

"Matlamat kami adalah untuk menggantikan produk yang dihasilkan petroleum dengan plastik yang diperbuat daripada CO₂, "Kata Dr Kanan. "Sekiranya anda boleh melakukannya tanpa menggunakan banyak tenaga yang tidak boleh diperbaharui, anda boleh menurunkan jejak karbon industri plastik secara dramatik."

Lars Berglund, ketua penyelidikan biokomposit di Pusat Sains Wooden Wallenberg di Institut Teknologi Diraja Sweden di Stockholm, dan rakan sekerja lapor jurnal Biomacromolecules bahawa mereka telah mencipta satu lagi cara untuk mengurangkan kos bangunan dan menjimatkan tenaga elektrik: mereka telah membuat kayu optik telus.

Mereka diekstrak lignin, komponen semulajadi legam dari venir kayu, dan kemudian mengepalkan venir putih yang masih tinggal dengan polimer telus. Dengan sedikit pelarasan nanoteknologi, mereka dapat berakhir dengan kain yang boleh telus atau separa telus, untuk membiarkan cahaya semulajadi tetapi mengekalkan privasi.

Sumber yang boleh diperbaharui

"Kayu telus adalah bahan yang baik untuk sel solar, kerana ia adalah sumber yang murah, mudah didapati dan boleh diperbaharui," kata Profesor Berglund. "Ini menjadi sangat penting dalam meliputi permukaan yang besar dengan sel suria.".

Dan tidak lama lagi haba matahari boleh mengecas bateri. Xavier Crispin, profesor fizik dan elektronik di Malaysia Makmal Elektronik Organik di Universiti Linköping di Sweden, dan rakan sekerja lapor dalam jurnal Sains Tenaga & Alam Sekitar bahawa, selepas bertahun-tahun percubaan, mereka telah mencipta superkondenser dengan elektrolit cecair berdasarkan polimer konduktif yang boleh dikenakan oleh matahari.

Ia diperbuat daripada bahan-bahan yang murah dan selamat dan boleh dibuat di skala perindustrian. Paten belum selesai.

Elektrolit eksperimen boleh menukar haba kepada elektrik 100 kali lebih baik daripada elektrolit standard. Tetapi ada soalan untuk diselesaikan.

"Kami masih tidak tahu persis mengapa kami mendapat kesan ini," kata Profesor Crispin. "Tetapi hakikatnya kita boleh menukar dan menyimpan 2,500 kali lebih banyak tenaga daripada yang terbaik supercondensers hari ini yang dikaitkan dengan penjana thermoelectric." - Rangkaian Berita Iklim

Mengenai Penulis

Tim Radford adalah wartawan bebas. Dia bekerja untuk Guardian untuk 32 tahun, menjadi (antara lain) huruf editor, seni editor, editor sastera dan editor sains. Beliau memenangi Persatuan British Science Writers anugerah untuk penulis sains tahun ini empat kali. Beliau berkhidmat di jawatankuasa UK untuk Dekad Antarabangsa untuk Pengurangan Bencana Alam. Beliau telah memberi ceramah mengenai sains dan media di berpuluh-puluh bandaraya British dan asing. 

Buku oleh Penulis ini:

Sains yang Berubah Dunia: Cerita yang tidak ternilai revolusi 1960 yang lain
oleh Tim Radford.

Klik di sini untuk maklumat lanjut dan / atau untuk memerintahkan buku ini di Amazon. (Buku Kindle)