Опрос
|
реклама
Быстрый переход
Google заявила, что её ИИ тратит всего пять капель воды на запрос — эксперты нашли несостыковки
21.08.2025 [19:01],
Сергей Сурабекянц
На фоне ожесточённых споров о влиянии искусственного интеллекта на окружающую среду Google провела собственное исследование. В нём говорится, что, благодаря повышению эффективности, ИИ-помощник Gemini использует минимальное количество воды и энергии для каждого запроса. Однако эксперты уверены, что подобные заявления технологического гиганта сознательно вводят общественность в заблуждение. 
Источник изображения: Pixabay По оценкам Google, для ответа на средний текстовый запрос Gemini требуется около 0,26 миллилитра воды (пять капель) и примерно 0,24 Вт⋅ч электроэнергии (девять секунд работы телевизора). Это, по словам компании, приводит к выбросам около 0,03 грамма углекислого газа. В отчёте также отмечено, что в этом году Google начала исключать из своих климатических целей определённые категории выбросов парниковых газов, которые, по её словам, являются «периферийными» или находятся вне прямого контроля компании. Предоставленные Google данные оказались заметно ниже, чем в предыдущих подобных независимых исследованиях. Отчасти это можно объяснить повышением эффективности, однако, по мнению экспертов, Google упустила из виду ключевые данные, что дало неполную картину воздействия Gemini на окружающую среду. 
Источник изображения: Techspot «Они просто скрывают важную информацию, — утверждает доцент Калифорнийского университета Шаолэй Рен (Shaolei Ren). — Это действительно распространяет неверный сигнал по всему миру». Он занимается изучением потребления воды и загрязнения воздуха, связанных с ИИ, и является одним из авторов статьи, упомянутой Google в своём исследовании Gemini. Эксперты указали, что Google не учитывает косвенное использование воды в своих оценках. В исследовании учитывалась лишь та вода, которую ЦОД используют в своих системах охлаждения. Но фактически, большая часть воды, потребляемой ЦОД, приходится на электроэнергию, для выработки которой также требуются гигантские объёмы воды, что Google упускает из виду в данном исследовании. «Вы видите, по сути, лишь верхушку айсберга», — прокомментировал отчёт Google аспирант Института экологических исследований Амстердамского свободного университета Алекс де Врис-Гао (Alex de Vries-Gao). 
Источник изображения: unsplash.com Google утверждает, что указанный в её отчёте показатель расхода воды в 0,26 мл на средний запрос «на порядки меньше предыдущих оценок», которые в исследовании Рена достигали 50 мл. По мнению Рена, это сравнение вводит в заблуждение, так как он в своём исследовании учитывал как прямое, так и косвенное потребление воды ЦОД. Google не учитывает ещё один важный показатель, связанный с энергопотреблением и загрязнением окружающей среды. В отчёте компании представлен только «рыночный» показатель выбросов углерода, учитывающий обязательства компании по поддержке роста использования возобновляемых источников энергии в энергосетях. Более комплексный подход должен учитывать местоположение ЦОД и текущее соотношение чистой и грязной энергии в местной энергосети. Эксперты считают, что Google следовало использовать именно такой подход, следуя стандартам, установленным международным «Протоколом по парниковым газам». Google ссылается на предыдущее исследование, проведённое Реном и де Врис-Гао. Однако учёные утверждают, что Google сравнивает результаты, «как яблоки с апельсинами». Дело в том, что их предыдущие работы основывались на средних значениях, а Google использует медианные показатели, чтобы, как утверждает компания, «исключить искажение результатов выбросами, потребляющими чрезмерно много энергии». Компания также не сообщила количество слов или токенов для текстовых запросов, которые учитывались в отчёте. 
Источник изображения: unsplash.com Google ещё не представила свою новую работу на рецензирование, хотя представитель компании заявил, что компания планирует сделать это в будущем. По словам Google, компания стремится к большей прозрачности в отношении потребления воды, энергопотребления и выбросов углерода, а также предлагает более стандартизированные параметры для оценки воздействия на окружающую среду. Google утверждает, что идёт дальше предыдущих исследований, учитывая энергию, потребляемую простаивающими машинами и вспомогательной инфраструктурой центров обработки данных, например, системами охлаждения. Google утверждает, что за последний год значительно повысила энергоэффективность Gemini, добившись 33-кратного снижения потребления электроэнергии на один запрос. По данным компании, углеродный след медианной подсказки за тот же период сократился в 44 раза. «Мы гордимся инновациями, лежащими в основе нашего повышения эффективности, и намерены продолжать существенно совершенствоваться в ближайшие годы», — говорится в блоге Google. Однако, реальная картина выглядит более мрачной. Повышение эффективности может привести к увеличению загрязнения из-за опережающего роста потребления ресурсов искусственного интеллекта — к печальному явлению, известному как парадокс Джевонса. Так называемые «выбросы углерода, обусловленные амбициями» Google, выросли на 11 % в прошлом году и на 51 % с 2019 года, поскольку компания продолжает активно развивать ИИ. Удали фото — спаси реку: в Британии нашли необычный способ экономии воды
13.08.2025 [09:47],
Геннадий Детинич
Великобританию накрыла волна засухи. Значительная часть страны страдает от недостатка воды. Водохранилища не пополняются и мелеют. Ситуация сложилась настолько неприятная, что соответствующий департамент выпустил для граждан рекомендации по мерам, экономящим воду. Среди прочих советов выделяется просьба удалить как можно больше старых файлов, что должно снизить нагрузки на дата-центры и уменьшить расход дефицитной влаги. 
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 3/3DNews «Простые повседневные решения, такие как выключение крана или удаление старых электронных писем, также действительно помогают коллективным усилиям по снижению спроса и сохранению здоровья наших рек и дикой природы», — говорится в пресс–релизе Хелен Уэйкхэм (Helen Wakeham), директора по водным ресурсам Агентства по охране окружающей среды. Призывы возымели действие, отметили в агентстве. Потребление воды снизилось на 20 % после рассылки сообщения о важности её экономии. В то же время представители агентства не ответили на запрос журналистов, как много воды экономит удаление старых файлов и сколько жидкости расходуется на поддержание работы серверов и мощностей для искусственного интеллекта в Великобритании. Создаётся впечатление, что отвечающий за водные ресурсы департамент слабо представляет реальную выгоду от ликвидации «цифровых залежей» простых граждан. Это скорее стимул для консолидации с усилиями властей — почувствовать себя причастным, хотя совет своевременно чинить протекающие на кухне или в ванной краны — это актуально в любых условиях. Четвероногий робот «Медоед» научился ходить под водой — это поможет спасать жизни
16.10.2024 [11:44],
Павел Котов
Польская компания MAB Robotics продемонстрировала новую способность своего напоминающего собаку робота Honey Badger (англ. — медоед) — четвероногая машина пробежалась по дну бассейна. 
Источник изображения: youtube.com/@mabrobotics Передвигаться в водной стихии на ногах — не самая эффективная затея, например, в сравнении с винтами, но в данном случае перед создателями машины стояла другая задача: видео демонстрирует, насколько надёжна конструкция робота, и насколько он динамичен. По версии разработчиков, изначально предназначенный для работы в наземных операциях «Медоед» окажется полезным в миссиях по поиску и спасению пострадавших на местах катастроф. «Разработка систем передвижения, способных преодолевать препятствия подводной местности, — увлекательное путешествие, и меня восхищает потенциальное влияние, которое эта работа может оказать на службы инспекции и технического обслуживания в затопленных районах», — рассказал соучредитель и гендиректор MAB Robotics Якуб Бартошек (Jakub Bartoszek). Поиск и спасение пострадавших являются одной из важнейших задач, которые ставятся перед автономными роботизированными системами — их применение избавляет человека от необходимости лично посещать потенциально опасные участки на местах стихийных бедствий и антропогенных катастроф. Молекулы воды обнаружены на всей поверхности Луны
24.09.2024 [16:39],
Павел Котов
Группа американских исследователей изучила данные, полученные индийским космическим аппаратом «Чандраян-1» (Chandrayaan-1), и заявила, что молекулы воды присутствуют на всей поверхности Луны, а не только в близких к её полюсам областях. 
Источник изображения: JB / pixabay.com Следы воды присутствуют на всех лунных широтах, в том числе на тех, что освещаются Солнцем, обнаружила группа учёных из Института планетарных наук в Тусоне (штат Аризона) и других научно-исследовательских учреждений США. Свои выводы они сделали, проведя анализ минералогических карт Луны, которые были получены при помощи прибора Moon Mineralogy Mapper, установленного на индийском космическом аппарате «Чандраян-1». Породы, богатые водой и гидроксилом, присутствуют на всей поверхности Луны, считают учёные. «Будущие астронавты, возможно, смогут найти воду даже вблизи экватора», — заявил входящий в группу исследователей старший научный сотрудник Института планетарных наук доктор Роджер Кларк (Roger Clark). Ранее китайские учёные предположили, что ресурсы, необходимые для получения воды и снабжения объектов на Луне, в достаточных объёмах имеются лишь в полярных областях, куда затруднён доступ для солнечных лучей. Китайские учёные придумали, как добывать много воды из лунного грунта
24.08.2024 [17:25],
Владимир Мироненко
Китайские учёные сделали важное открытие, которое позволит решить проблему обеспечения будущих лунных поселений водой. Исследуя образцы лунного грунта, доставленные на Землю в рамках миссии «Чанъэ-5» (Chang'e 5) в 2020 году, учёные обнаружили в нём большое количество водорода. Учёные разработали методику по получению с его помощью водяного пара с дальнейшим получением из него достаточно большого объёма воды. 
Источник изображения: CGTN «После трех лет углублённых исследований <…> был обнаружен совершенно новый метод использования лунного грунта для производства большого количества воды, который, как ожидается, станет важной основой для проектирования будущих лунных научно-исследовательских станций и космических станций», — цитирует агентство Reuters сообщение китайской государственной телекомпании CCTV. По словам исследователей государственной Китайской академии наук, содержащийся в минералах лунного грунта водород вступает в реакцию с другими элементами при нагревании до очень высоких температур, в результате чего на выходе получается водяной пар. Используя открытие китайских учёных, из одной тонны лунного грунта, можно получать около 51–76 кг воды. Этого достаточно для ежедневного обеспечения питьевой водой 50 человек. Китайское космическое агентство планирует построить к 2035 год обитаемую станцию на южном полюсе Луны и к 2045 году запустить орбитальную космическую станцию. Обнаруженная на Луне вода может использоваться не только для жизнеобеспечения будущих лунных поселений. Глава NASA Билл Нельсон (Bill Nelson) заявил в мае, что из обнаруженной на Луне воды можно будет создавать водородное ракетное топливо для полётов на Марс и освоения глубокого космоса. В образцах грунта с Луны обнаружен неизвестный минерал с большим содержанием воды
24.07.2024 [12:43],
Геннадий Детинич
Концепция «сухой Луны» уходит в прошлое. Новые образцы лунного грунта оказались «пропитаны» водой. По крайней мере, учёные нашли в реголите неизвестный минерал с 41-процентным содержанием воды по массе. И это в образцах с видимой стороны Луны, а ведь вскоре начнут публиковаться исследования грунта с обратной стороны спутника. 
Источник изображения: CNSA В образцах с Луны, доставленных на Землю более 50 лет назад советскими станциями и в ходе программы NASA «Аполлон», признаки воды практически не обнаруживались. Это заставило учёных принять концепцию «сухой Луны», вода на которой если и была, то в крайне ограниченном количестве. Эта концепция начала претерпевать изменения лишь в последние годы по мере улучшения инструментов дистанционного зондирования. Так, признаки кислорода и водорода вблизи лунной поверхности были выявлены как инфракрасными инструментами NASA (в 2020 году), так и индийской лунной орбитальной станцией «Чандраян-1» (в 2009 году). Похоже, на Луне всё-таки может быть вода и не только в виде льда в вечной темноте полярных кратеров. Больше надежд на обнаружение воды в лунной породе возлагается на свежие образцы, доставленные на Землю китайскими станциями. В 2020 году зонд «Чанъэ-5» доставил на Землю образцы грунта с видимой стороны Луны, а в начале этого лета зонд «Чанъэ-6» привёз образцы с обратной стороны Луны, что произошло впервые в истории космонавтики. Образцы грунта миссии «Чанъэ-6» пока недоступны для изучения, но зато образцы от предыдущей миссии вовсю изучаются учёными. В частности, новая совместная работа учёных из Пекинской национальной лаборатории физики конденсированных сред, Института физики CAS и других китайских исследовательских институтов выявила удивительный минерал, ранее не встречавшийся исследователям. Его так и назвали — «неизвестный лунный минерал» (ULM-1). Минерал (NH4)MgCl3·6H2O прозрачен и представляет собой своего рода плоский кристалл. Анализ выявил в минерале до 41 % молекул воды по массе. Минерал ULM-1 обнаружен среди 1000 других вкраплений в конкретном образце лунного грунта полученного учёными для исследований. Для полноты картины, судя по всему, необходимо обнаружить ULM-1 в других образцах. Китай получил образцы лунной породы из области в более высоких широтах, чем это сделали советские и американские станции. Вероятно, этим можно объяснить обнаружение впечатляющих следов воды в «китайских» образцах и её отсутствие в американских. Наличие воды на Луне будет определять судьбу баз постоянного присутствия на спутнике. И, похоже, что она там скорее есть, чем её нет. На склонах экваториальных гор на Марсе нашли иней, что поставило климатологов в тупик
11.06.2024 [12:57],
Геннадий Детинич
Даже на экваторе Земли вершины гор обильно усыпаны снегом. Этому способствуют влажный воздух и низкие температуры на высоте. На Марсе подобная картина могла наблюдаться лишь в полярных областях, но далеко на юге на это никто не рассчитывал. Поэтому для учёных стало большим сюрпризом, когда на склонах марсианских экваториальных гор обнаружилось немало снега (точнее — инея). Климатологи удивлены, но видят в этом открытии перспективы. 
Художественно обработанные данные. Иней на горе Олимп. Источник изображений: ESA Автоматические станции на орбите Марса ведут съёмку его поверхности, как правило, при наилучшем освещении — в дневные часы. Поэтому учёным до сих пор не удавалось увидеть иней на вершинах марсианских вулканов на экваторе — он очень быстро таял с восходом Солнца. Учёные из Европы объединили данные наблюдений таких аппаратов Европейского космического агентства как Trace Gas Orbiter и Mars Express, после чего смогли получить убедительные доказательства регулярного выпадения инея на вершинах экваториальных марсианских гор, включая гору Олимп высотой 21,9 км — абсолютного рекордсмена в Солнечной системе.  В теории сочетание климатических условий в этих районах, высоты и разрежённости марсианской атмосферы не должно приводить к образованию инея. Сухость и слишком низкая температура этого не должны допускать — это элементарная физика. Но даже по Земле мы замечаем, что буквально за углом может лупить град, а нам на голову падает лёгкий дождик. Похоже, на Марсе с инеем та же история. Локально возникают такие климатические условия — сочетание ветров на склонах с относительно высокой влажностью воздуха и температурой, в которых даже следовые количества воды могут выпадать инеем.  Определённый по спутниковым данным слой инея на вершинах марсианских гор всего 1/100 мм. Но даже этого хватит на заполнение водой 60 олимпийских бассейнов, а это 150 тыс. т воды. Наличие инея даёт подсказку для уточнения ряда климатических моделей Марса как современного, так и древнего, чем исследователи обязательно воспользуются. Следующий дефицит чипов случится из-за воды, предупредили аналитики
29.02.2024 [10:32],
Алексей Разин
В 2021 году Тайвань столкнулся с небывалой засухой, и все доступные резервы пресной воды тогда были направлены на обеспечение функционирования предприятий TSMC по производству чипов, тогда как сельское хозяйство острова страдало. Аналитики считают, что темпы развития полупроводниковой отрасли в целом могут привести к ситуации, когда воды для выпуска чипов перестанет хватать, и тогда производители станут поднимать цены. 
Источник изображения: TSMC Логика, которой руководствуются эксперты S&P Global Ratings, проста и понятна. Строительство новых предприятий и внедрение на них передовых технологий требуют существенных инвестиций. Если же масштабировать производство в условиях ограниченности водных ресурсов не получится, то производители будут вынуждены отбивать капитальные вложения за счёт повышения цен на свою продукцию. По крайней мере, в такой ситуации может оказаться тайваньская TSMC, которая полна решимости сохранить высокую концентрацию своих передовых предприятий на родном острове, страдающем от сезонного дефицита воды и электроэнергии. При этом каждая последующая ступень литографического техпроцесса увеличивает потребность производителя чипов в воде, которая используется не только для охлаждения оборудования, но и для промывки обрабатываемых кремниевых пластин. Предприятия TSMC используют тщательно очищенную пресную воду, и чем дальше продвигается литография, тем больше промежуточных промывок требуется, поскольку растёт количество технологических операций. Например, по сравнению с 2015 годом, который характеризовался активным использованием 16-нм техпроцесса, расход воды на предприятиях TSMC к настоящему времени увеличился на 35 %. В дальнейшем он будет расти на 5–9 %, а наблюдаемые в последние годы изменения климата не позволяют рассчитывать на покрытие всех потребностей производителей чипов за счёт воды, получаемой из осадков, на протяжении всего календарного года. Уже сейчас мировая полупроводниковая промышленность по объёмам потребления пресной воды может сравниться с Гонконгом, численность населения которого достигает 7,5 млн человек. Две карликовые планеты Солнечной системы имеют скрытые океаны, заподозрили учёные
21.02.2024 [14:22],
Павел Котов
Согласно модели, построенной на основе наблюдений космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST), геотермальная активность Эриды и Макемаке, двух карликовых планет в Солнечной системе, может оказаться достаточной, чтобы поддерживать под их поверхностями океаны жидкой воды. Об этом сообщили учёные Юго-Западного научно-исследовательского института (SwRI, США, шт. Техас). 
Источник изображений: swri.org Эрида, расположенная в поясе Койпера, представляет собой ледяной мир, который после открытия в январе 2005 года, привёл к лишению Плутона статуса планеты. Эрида всего на 44 км меньше Плутона, но на 25 % массивнее него благодаря более высокой концентрации горных пород в ядре. И если Эриду отнесли к карликовым планетам, то и Плутону пришлось разделить её участь. Макемаке была открыта через два месяца после Эриды — диаметр новой карликовой планеты составил 1430 км, что примерно на 1000 км меньше, чем у Плутона и Эриды. Эрида сейчас находится на расстоянии 14,4 млрд км от Солнца, а Макемаке — в 7,7 млрд км от звезды, и об обеих известно не так много. Но недавние наблюдения с помощью «Джеймса Уэбба» пролили новый свет на эти миры: на поверхности объектов был обнаружен метановый лёд.  Если бы метан на поверхности этих карликовых планет был поглощён из первичного протопланетного диска 4,5 млрд лет назад, он содержал бы определённое соотношение между двумя изотопами водорода — протием с ядром из одного протона и дейтерием с ядром из протона и нейтрона. Но полученное при помощи телескопа соотношение оказалось отличным от ожидаемого, а значит, оно указывает на геохимическое происхождение метана, образующегося в недрах. На поверхности он, возможно, оказался в результате газовыделения или даже вулканической активности. Для образования метана таким способом необходима температура выше 150 °C, а она, в свою очередь, могла возникнуть только из-за радиоактивных изотопов в ядрах планет — они выделяют тепло при распаде. Соотношение изотопов углерода показало, что выделение метана на поверхность Эриды и Макемаке могло происходить до недавнего с геологической точки зрения времени. Примечательно, что предложенные учёными модели можно применить и к спутнику Сатурна Титану. Если метан и другие газы могут образовываться на основе геотермальных механизмов в ядре Титана, то гипотетический океан под его поверхностью может получать запасы углерода изнутри. «Ваш iPhone могут повредить мелкие частички риса»: Apple посоветовала не сушить смартфоны народными методами
20.02.2024 [13:05],
Павел Котов
Многочисленные советчики в интернете уже не первый год рекомендуют помещать случайно упавшие в воду телефоны в рис, который должен вытянуть влагу и помочь избежать поломки. В Apple решили опровергнуть этот миф, и сейчас в разделе техподдержки на официальном сайте производителя появилось соответствующее разъяснение. 
Источник изображения: apple.com «Не кладите свой iPhone в мешок с рисом. Из-за этого ваш iPhone могут повредить мелкие частички риса», — предупредила Apple. В компании решили не просто развеять древний миф, но и предложить более эффективный комплекс мер. Apple посоветовала не пользоваться внешними источниками тепла, например, фенами, или источниками сжатого воздуха, чтобы попытаться выдуть жидкость. Не рекомендуется также вставлять в зарядные порты ватные палочки или пытаться запихнуть туда бумажные полотенца. Вместо этого Apple предлагает повернуть телефон разъёмом вниз и постучать им по руке — примерно то же делает человек, когда после купания прыгает на одной ноге, пытаясь вылить воду из уха. Затем телефон рекомендуют оставить в месте с хорошей вентиляцией на 30 минут и попытаться подключить к зарядному устройству. На полное высыхание могут уйти до 24 часов. Если телефон отказывается заряжаться, рекомендуется отключить зарядный кабель и подключить его снова. Трудно сказать, что способствовало распространению легенды о сушке телефонов в рисе. Возможно, оставив устройство в мешке, человек забывает о нём, и оно высыхает просто с течением времени — тот же эффект мог быть на открытом воздухе. «Хаббл» обнаружил водяной пар на горячей экзопланете
26.01.2024 [18:26],
Павел Котов
Учёные Института Макса Планка (Германия) при помощи космического телескопа «Хаббл» (Hubble) обнаружили, что атмосфера относительно небольшой планеты GJ 9827d в другой звёздной системе богата водяным паром. Но радоваться преждевременно: её поверхность достаточно горяча, чтобы расплавить свинец, а значит, этот мир непригоден для жизни в том виде, в котором мы её знаем. 
Источник изображения: mpia.de Температура на поверхности экзопланеты GJ 9827d сравнима с температурой на Венере — около 400 °C, но это всё равно захватывающее открытие. Дело в том, что это самая маленькая из открытых экзопланет, где была обнаружена вода. А значит, учёные ближе чем когда-либо подобрались к описанию миров, похожих на Землю. GJ 9827d примерно вдвое крупнее Земли, а вращается планета вокруг звезды GJ 9827, которая находится на расстоянии 97 световых лет от нас и наблюдается в созвездии Рыб. Эта планета — лишь один из похожих на Землю миров, вращающихся вокруг этой звезды, а её возраст составляет около 6 млрд лет. «Хаббл» наблюдал GJ 9827d в течение трёх лет, и за это время планета прошла по диску своей звезды 11 раз. Её состав оценили при помощи спектрального анализа, но у учёных пока нет ясности, составляет ли водный пар небольшую долю в богатой водородом атмосфере, или её атмосфера, напротив, преимущественно состоит из воды. За 6 млрд лет поблизости от родительской звезды водород мог выпариться из атмосферы, оставив её с водяным паром — эта гипотеза подтверждается тем, что вблизи GJ 9827d обнаружить водород не удалось. В противном случае это мини-нептун, то есть уменьшенная и горячая версия расположенного в Солнечной системе ледяного гиганта с плотной атмосферой из водорода и гелия. Или планета может напоминать увеличенную и, опять же, горячую версию Европы — спутника Юпитера, который, как предполагается, под толстой ледяной коркой скрывает в два раза больше воды, чем Земля. Если же GJ 9827d обладает плотной атмосферой из водяного пара, то значит, что планета родилась дальше от своей звезды, где температура ниже, но впоследствии мигрировала к своей текущей позиции. В результате GJ 9827d подверглась сильному излучению своей звезды, которое превратило её лёд в жидкую воду и в водяной пар. Водород при таких условиях нагрелся бы и начал утекать из атмосферы из-за относительно невысокой гравитации планеты — возможно, эта утечка происходит до сих пор. Теперь GJ 9827d станет предметом изучения для более мощного космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST). Китайские учёные научились добывать полупроводниковые материалы из сточных вод с помощью бактерий
30.10.2023 [18:26],
Сергей Сурабекянц
Команде учёных из китайских исследовательских институтов удалось использовать бактерии для очистки сточных вод от органических загрязнителей и получения ряда химических соединений для полупроводниковой промышленности. Этот процесс может проложить путь к устойчивому и экологически чистому производству ценных полупроводниковых материалов. Результаты исследования были опубликованы 16 октября в рецензируемом журнале Nature Sustainability. 
Источник изображений: Pixabay Исследование, возглавляемое профессором Гао Сяном (Gao Xiang) из Шэньчжэньского института синтетической биологии Китайской академии наук и профессором Лу Лу (Lu Lu) из Харбинского технологического института в Шэньчжэне, продемонстрировало возможность получения материалов, используемых для изготовления полупроводников, из сточных вод с помощью генно-модифицированных бактерий. Исследователям удалось преобразовать загрязнители сточных вод в полупроводниковые биогибриды, состоящие из биологических и небиологических компонентов. Исследовательская группа выбрала морской микроорганизм Vibrio natriegens в качестве отправной точки для модифицирования бактерий. По словам учёных, «это одни из самых быстрорастущих бактерий, которые процветают в средах с высоким содержанием соли и очень устойчивы к сточным водам. Они могут использовать более 200 типов органических материалов в качестве питательных веществ, включая сахара, спирты, аминокислоты и органические кислоты, что делает их идеальными кандидатами для этого исследования». Затем команда «запустила» механизм восстановления сульфатов в Vibrio natriegens, обучив штамм непосредственно поглощать сульфат из окружающей среды и производить сероводород, который затем объединялся с ионами металлов в сточных водах для создания полупроводниковых наночастиц. Метод оказался универсальным и его можно было применять к ионам различных металлов, получая такие соединения, как сульфид кадмия, сульфид свинца и сульфид ртути. Наночастицы фиксировались на поверхности бактерий, образуя полупроводниковые биогибриды. Под воздействием света полупроводниковый материал поглощал солнечную энергию и преобразовывал её в электроны, обеспечивая бактериям дополнительную энергию. В лабораторном эксперименте, в котором биогибриды использовались для очистки сточных вод, 99 % ионов кадмия были таким образом извлечены в виде частиц сульфида кадмия. Эти типы наночастиц, также известные как квантовые точки, стали центральным элементом открытия, за которое другая группа учёных получила в этом году Нобелевскую премию по химии. «После полного цикла биогибриды в сточных водах можно собирать посредством фильтрации или седиментации (осаждения частиц) для извлечения полупроводниковых материалов, — сообщил Гао Сян. — Эта система может стать эффективным и экономически выгодным методом производства очень ценных квантовых точек». При размножении биогибридов в сточных водах они также преобразует органические загрязнители в 2,3-бутандиол (БДО), ценный химикат, который широко применяется в косметике, сельском хозяйстве и здравоохранении. Лабораторные испытания показали, что при искусственном освещении биогибриды производят БДО в два раза быстрее, чем немодифицированные бактерии, при этом степень конверсии углерода увеличивается на 26 %.  «Дополнительная энергия, генерируемая наночастицами за счёт поглощения света, повысила эффективность синтеза биогибридов и скорость преобразования органических веществ в сточных водах. Традиционно вся энергия, необходимая для роста бактерий и производства БДО, обеспечивается самими бактериями, что включает в себя самометаболизм и переваривание органических веществ. Дополнительная энергия, полученная за счёт поглощения света, очевидно, ускоряет оба процесса» — пояснил Гао. В эксперименте, проведённом в 5-литровом реакторе, биогибриды были успешно выращены с использованием реальных промышленных сточных вод, достигнув производительности БДО 13 граммов на литр и превзойдя результаты всех предыдущих исследований. Сейчас учёные изучают возможности масштабирования процесса. Основным препятствием становится плохая прозрачность промышленных сточных вод. Поэтому требуются реакторы с большей площадью поверхности, чтобы обеспечить достаточное для активной деятельности бактерий освещение. «Полупроводниковые биогибриды объединяют в себе лучшие качества биологических цельноклеточных катализаторов и полупроводниковых наноматериалов, позволяя нефотосинтетическим промышленным заводам по производству микробных клеток использовать солнечную энергию для химического производства», — резюмировали исследователи. |
© 1997—2025 Электронное периодическое издание "3ДНьюс" | Свидетельство о регистрации СМИ Эл ФС 77-22224
выдано Федеральной Службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охране культурного наследия
При цитировании документа ссылка на сайт с указанием автора обязательна. Полное заимствование документа является
нарушением
российского и международного законодательства и возможно только с согласия редакции 3DNews. kz
MWC 2018
2018
Computex
IFA 2018
