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研究和创新

涂上酶的纱线可以起到过滤器的作用

带有氧气泡的橙色生物催化纱
与氧气泡影的橙色生物催化纱线。信贷:林恩多媒体专家,纺织创意和技术服务,威尔逊纺织大学纺织学院。

北卡罗来纳州立大学的研究人员在一项新的研究中展示了它们可以用酶涂上棉纱,这是大自然的加速化学反应的工具,以将过氧化氢改变为氧气和水。概念证明研究是朝着创造新一代化学过滤器的一步。

现在,研究人员正在研究是否能设计出一种可以作为碳捕获技术的纺织品过滤器。他们正在研究用碳酸酐酶对纺织品进行涂层,碳酸酐酶可以将温室气体二氧化碳转化为水溶性小苏打。

该研究的通讯作者说:“我们在文章中描述的过氧化氢酶系统,虽然我们可以将其用于实际应用,但我们主要是将其作为一个模型,看看我们是否可以将一种酶附着在纺织品上,并展示反应的效果。索尼娅鲑鱼她是北卡罗来纳州立大学纺织工程、化学和科学副教授。“我们都知道二氧化碳排放是个大问题。如果我们能像你呼吸时的身体那样为它做一个过滤器,会怎么样?”

摘要坐着鲑鱼谈论这项研究,这是一项研究发表在期刊上先进材料Interf一个消费电子产品展以及研究的未来。

助教:什么是酶?

大马哈鱼酶被称为自然界的催化剂。它们是一种折叠成特殊形状的蛋白质,形成一个可以发生化学反应的位置。我们所知道的生命如果没有酶就不会存在,因为生命所需要的许多化学反应在普通条件下不会发生。酶帮助化学物质以正确的方式相遇,从而发生反应。

助教:你们在这项研究中使用的过氧化氢酶是什么?

大马哈鱼过氧化氢酶实际上是人体中一种非常重要的酶。它能降解自然形成的过氧化氢。在过氧化氢伤害你之前,你的身体会产生过氧化氢酶来摧毁它。

在我们的研究中,过氧化氢酶是我们的模型系统。我们用一种叫做壳聚糖的凝胶状材料将过氧化氢酶粘在纱线上,然后证明我们可以用它们将过氧化氢变成水和氧气。

我们选择过氧化氢酶作为模型,是因为酶降解过氧化氢时会释放氧气,使水中产生气泡。气泡让我们立刻知道酶是否起作用。

这项研究对工业过程具有启示意义。在纺织工业中,过氧化氢被用来漂白棉花。如果你想重复使用同样的水进行另一个漂白会造成破坏的过程,你可以使用我们的生物催化纺织品作为过滤器来清除水中的过氧化氢。

助教你为什么要把酶附着在纺织品上?

大马哈鱼当前位置许多酶作为一种溶解物质自然产生。如果你想一次又一次地使用它们,一种方法是将它们附着在一个表面上,这样你就可以重复使用它们。

我对将酶附着在纺织品上很感兴趣,因为纺织品是功能性很强的材料。你可以把它们做成不同的形状和大小,它们很灵活,你可以弯曲它们。而且——对某些应用来说很重要——它们还可以运输水和液体。想象一下,一条湿毛巾在滴水,你就明白了。

助教在纺织品上附着酶的未来应用是什么?

大马哈鱼当前位置真正的目标是使用一种叫做碳酸酐酶的酶。这是你体内的另一种酶。它可以帮助你将二氧化碳排出细胞,这样你就可以呼出它。

如果我们可以用这种酶过滤器过滤来自发电厂的气体怎么办?二氧化碳是由燃烧燃料产生的温室气体。为了使其能够进入大气,我们需要选择性地从发电厂排放中挑出二氧化碳分子,并让其他无害气体进入。这些酶非常有选择性。它们只能与二氧化碳反应,以非常快速地将其转化为碳酸氢盐,该碳酸氢盐立即溶解在工艺液体中。然后将该捕获的二氧化碳转到另一个过程,其中除去碳酸氢盐并再循环液体。如果您没有陷阱CO的系统2就很难将其从排放中去除。我们正在努力证明,我们正在开发的技术可以成为对抗气候变化的有用工具。

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