ЭФИР ВОЗВРАЩАЕТСЯ? | Наука и жизнь
«Пятый элемент»: история и современный взгляд.Противоречит ли эфир теории относительности Эйнштейна? Гипотеза эфира, «пятого элемента» некой невидимой субстанции, наполняющей Вселенную, господствовала в философии и науке более чем две тысячи лет — до 1905 года, когда Альберт Эйнштейн опубликовал свою первую работу по теории относительности (ТО). Из теории, в частности, следовало, что эфир — вещь для электродинамики в принципе необязательная, и лезвие бритвы Оккама неприятно сверкнуло над горлом некогда столь незыблемого «пятого элемента». Эксперименты Майкельсона — Морли и их последователей (кстати, продолжающиеся и в настоящее время) не выявили каких-либо проявлений эфира, и теории, которые на нем базировались, постепенно перекочевали со страниц серьезных научных изданий в труды непризнанных гениев-изобретателей, поэтов, бродячих философов и оккультных служителей лохотрона, где и деградировали окончательно.
Но не рано ли зачитан некролог, а что, если пациент скорее жив, чем мертв? Эта статья о направлении в фундаментальной физике, которое стало особенно популярным в последние два-три года, — о гипотезе релятивистского эфира (Einstein Aether) и нарушении Лоренц- и
Наука и жизнь // Иллюстрации
Аристотель ввел понятие «эфир» в дополнение к четырем первоэлементам — земля, воздух, вода и огонь.
Французский физик и математик Рене Декарт (1596-1650) ввел понятие «тонкой материи», некий аналог эфира древности.
Эфир и Солнечная система. Угол между осью вращения Земли и направлением эфира должен непрерывно меняться.
Интерферометр Майкельсона — Морли. Если эфир существует, он должен воздействовать на два луча (обозначенные синим и зеленым цветом) по-разному и таким образом создавать анизотропию.
‹
›
Открыть в полном размере
ЕХАЛ ГРЕК А.
ЧЕРЕЗ РЕКУ
Первоначально словом эфир (aether) в греческой мифологии обозначали «божественно чистый свежий воздух», находящийся высоко в небе и доступный для дыхания лишь живущим в нем богам, в отличие от обыкновенного воздуха (aer), которым дышат простые смертные. Древние греки ассоциировали эфир с одноименным божеством, сыном богини ночи Никс и ее брата — первобога тьмы Эребуса. Позднее Аристотель (384-322 до н. э.) ввел эфир как пятый элемент (
В Средние века философы-схоласты, Роберт Флудд (1574-1637) и другие, дополнительно наделили эфир плотностью, при этом разумно предположив, что плотность вещества, из которого сделаны небесные тела, должна быть больше плотности эфира. Парадокса, что более плотные тела могут столетиями столь устойчиво «плавать» в менее плотном эфире, похоже, никто не заметил, а может, все списали на божественную силу, понимание которой недоступно простым смертным.
НОЧНОЙ ЗЕФИР СТРУИТ ЭФИР
Скудость эмпирической информации об эфире вкупе с его изначально божественным происхождением сделали эфир своего рода мистическим идолом человеческой цивилизации и «красным словцом» литературы, будоражащим беспокойные умы и поныне. Наиболее поэтически настроенные из них не смирились с отсутстви ем наблюдаемых данных о предмете познания и решительно двинулись вперед. Одни сразу же наделили эфир богатой внутренней структурой, имеющей первостепенное значение для зарождении Вселенной:
И над вами сиять
будет вечно подвижный эфир,
Полный ангельских крыл,
Создающих пространство и пламя.
А. Шохов
Автор, впрочем, не вдавался в разные несущественные детали, например, откуда берется энергия на такого рода спецэффекты и почему мы их на данный момент не видим. Другие занялись вопросами рождения-уничтожения и вообще измерения эфира как такового:
И возрождают вновь эфир
Всевышним посланные бури…
Нет меры и предела нет
Эфиру, коим мир одет…
В. Кюхельбекер
При этом Вильгельм Карлович, естественно, не уточнил, какие именно бури имеются в виду, какое математическое определение меры и предела используется и т. д. Третьи попытались заняться исследованием геометрических характеристик эфира:
И райский свет, и воздух, и эфир,
Оберегают наш с тобою мир
Подобием овальной оболочки.
Л. Никонова
Эти авторы натолкнулись на значительные трудности топологического плана.
Другая группа поэтов-«исследователей» обратилась к изучению физико-химических свойств космического эфира, например, его вибрационных характеристик (сделав при этом ряд правильных выводов, хотя логически не совсем понятным образом):
Горит звезда, дрожит эфир,
Таится ночь в пролеты арок.
Как не любить весь этот мир,
В. Ходасевич
и его агрегатного состояния:
Таков наш безначальный мир.
Сей конус — наша ночь земная,
За ней — опять, опять эфир
Планета плавит золотая…
А. Блок
Александр Александрович, к сожалению, не уточнил ни температуру плавления, ни прочие параметры фазового перехода предположительно твердого (аморфного? кристаллического?) эфира. Естественно, что эта гипотеза встретила «возражение» других «исследователей», утверждающих, что эфир в нормальных условиях на самом деле находится в жидком состоянии, близком к точке кипения, то есть в состоянии перехода в газ:
Эфир кипит!
Никто не спит!
И. Федина
Автор напоминает о необходимости быть бдительным и не позволять темному облаку непроверенных теорий заслонять солнце истины.
Было также «исследовано» возможное влияние эфира на метеорологические свойства атмосферы и сезонные изменения климата:
Порхает, взлетает, стремится в движенье:
Подвижно-живое чуждается стай.
Пусто, величаво, как диво творенья,
Эфир первородный, рождающий май.
В нем остов не плотный,
Все сжато снаружи, раздельно внутри.
В нем самобогатство ритмичных порывов,
Без тучки и дымки парит он вдали.
Хуан Юэ
Но сложности с предсказанием погодных явлений были слишком велики, чтобы сделать какие-либо конкретные выводы, что и было замечено одним японским поэтом, имя которого история умалчивает:
Пьянящий аромат травы
После дождя
На луг стрекозы полетели…
Наконец, третья группа «исследователей» оптимистично предположила, что эфир — субстанция по определению здравомыслящая и, возможно, не лишенная музыкального слуха и даже некоторой душевности, ибо
В великий час рождения вселенной,
Из тьмы веков эфир одушевленный
Для хора солнцев, лун и звезд…
А.
Полежаев
(авторская лексика сохранена)Поэтому лучший способ узнать что-нибудь об эфире — спросить его самого, пойти на прямой контакт, как делают все разумные существа. Начало было многообещающим:
Я дозвонился в эфир,
Эфир наполнен тобой.
Я пью холодный кефир.
Играет нежный гобой.
И. Клиновой
Впоследствии по неизвестным причинам канал связи был безвозвратно утерян, и установить личность существа, наполняющего эфир, и процент самой наполняемости сейчас представляется невозможным. Роли охлажденного кисломолочного продукта и музыкального инструмента в этом процессе также остались невыясненными. Дальнейшие попытки контакта неизменно оканчивались провалом:
Бессловесен эфир меж тобою и мною.
На столе — стеариновый отсвет луны…
А. Габриэль
Но я, затерянный в кудрях
травы летейской,
я, бурей брошенный в эфир глухонемой…
В.
Набоков
И разочарованные исследователи даже стали подозревать эфир в подготовке заговора против человечества:
…бесконечный эфир, через который мы несемся […] навстречу неведомому концу, какой-то ужасной катастрофе, подстерегающей нас на последней грани пространства, где мы низвергнемся в какую-нибудь эфирную Ниагару…
Артур К. Дойл. Отравленный пояс
В общем, этот путь не прибавил «исследователям» ни бодрости, ни оптимизма:
Темь-пустота, безликий эфир.
Жизнь — короткая, как доска,
Чего же еще ты хочешь искать?
А. Мансветов
А у некоторых, в конце концов, он даже спровоцировал мысли об уходе из жизни:
Когда же ласточкой взовьюсь я
В тот лучший мир,
Растаю и с тобой сольюсь я
В один эфир…
А. Одоевский
Это не могло не обеспокоить общественность. К счастью, человечество уже приходило к осознанию того, что понимание природы эфира и даже просто само доказательство или опровержение его существования невозможны без предварительного понимания природных явлений, затрагивающих остальные четыре первоэлемента — те, с которыми человек сталкивается в повседневной жизни:
Что зыблет ясный ночью луч?
Что тонкий пламень в твердь разит?
Как молния без грозных туч
Стремится от земли в зенит?
Как может быть, чтоб мерзлый пар
Среди зимы рождал пожар?.
.
Иль в море дуть престал зефир,
И гладки волны бьют в эфир.
Сомнений полон ваш ответ
О том, что окрест ближних мест.
Скажите ж, коль пространен свет?
И что малейших дале звезд?
Неведом тварей вам конец?
Скажите ж, сколь велик творец?
М. Ломоносов
Такая постановка вопроса в свою очередь подразумевает необходимость создания четкой и последовательной структуры мироздания. По времени это совпало с появлением физики — науки о природе, которая должна была стать более мощным инструментом познания наблюдаемой Вселенной, чем мифология, религия и философия, вместе взятые.
ЭФИР, ВЕЗДЕ ОДИН ЭФИР
С открытием Ньютоном законов классической механики началась эра теоретической физики — математической науки, которая позволяла предсказать или отвергнуть возможность существования того или иного феномена до начала попыток его наблюдения и/или соответствующего эксперимента.
Люди осознали, что получили интеллектуальный инструмент для исследования того, чего могло и не быть. Однако предположение, что эфир все-таки может существовать, толкал их на разработку теорий, объясняющих те или иные явления с помощью эфира.
Эфир Ньютона. Классическая механика Ньютона легко отняла у Аристотелевой теории «вихревого эфира» статус теории, объясняющей планетарное движение, но полностью отвергнуть эфир Ньютон не смог. Во-первых, классическая механика сама по себе содержала концепции абсолютно го пространства и абсолютного времени, и предполагалось, что взаимодействия между телами распространяются мгновенно. В этом случае эфиром можно было назвать как само абсолютное пространство и время (выделенную систему отсчета — СО*), так и механическую среду, по которой распространяются гравитационные и электромагнитные взаимодействия.
Действительно, в выражение для силы Лоренца, действующей на электрически заряженную частицу в магнитном поле, входит скорость этой самой частицы.
Вопрос: скорость частицы относительно чего, то есть, в какой системе отсчета? Значит, необходимо либо найти ту единственную «истинно верную» СО, относительно которой надлежало делать все расчеты, либо перестать считать понятие трехмерного вектора силы фундаментальным (Эйнштейн пойдет по второму пути и добьется подлинного понимания, но до этого должно еще пройти двести лет господства нерелятивистской механики и эфира).
Во-вторых, в попытке дать единое описание света, вещества и гравитации Ньютон пишет книгу «Optiks», где эффекты влияния гравитации и вещества на свет объясняются изменениями скорости света (напоминаем, что скорость света постоянна только в вакууме), в свою очередь обусловленными изменениями плотности эфира. Согласно его теории, частицы света (Ньютон уже тогда предполагал, что свет имеет не только волновую, но и корпускулярную природу!) отклоняются в сторону более высокой плотности или в сторону более сильно притягивающей массы.
Как бы то ни было, теория ньютоновского эфира окончательно рухнула после того, как выяснилось следующее.
Во-первых, Ньютон ошибочно предполагал, что свет в веществе притягивается к областям, где он имеет более высокую скорость; во-вторых, величина эффекта «красного смещения» (увеличение длины света при прохождении в окрестности массивного тела), посчитанная согласно теории, отличалась от экспериментально измеренной чуть ли не в два раза.
Светоносный эфир. Джеймс Максвелл в 1864 году выводит свои уравнения, объединившие электричество и магнетизм, и утверждает, что свет есть электромагнитная волна, которая может распространяться в вакууме исключительно с фиксированной скоростью — 310 740 км/с. В механике Галилея — Ньютона это могло выполняться только в какой-то одной системе отсчета, и поэтому такая гипотетическая выделенная система отсчета была объявлена сопутствующей эфиру как среде, в которой распространяется свет. Таким образом, эфир должен быть неподвижен и одинаков в любой точке наблюдаемой Вселенной, иначе скорость света должна изменяться в пространстве. Теоретические расчеты и существующие на то время экспериментальные данные уже позволяли сказать, какими свойствами должен обладать светоносный эфир, чтобы удовлетворять всем требованиям теории.
Эти свойства оказались совершенно сверхъестественными: он должен быть текучим, как жидкость или газ, чтобы равномерно наполнять пространство, и вместе с тем в миллион раз тверже, чем сталь, чтобы поддерживать высокие частоты электромагнитных волн. Кроме того, эфир должен быть безмассовым и с нулевой вязкостью, чтобы минимизировать собственное влияние на орбиты планет, а также полностью прозрачным, несжимаемым, нерассеивающим и непрерывным вплоть до самых малых масштабов. Такой эфир выходил за все рамки здравого смысла и становился вопросом веры.
КАРЕТА ПОДАНА, СЭР!
Девятнадцатый век поднял технологию на новую ступень и освободил человечество от многих догм прошлого. Физики тоже расширили свои экспериментальные возможности, с успехом использовав новые технологии для получения ответов на вопросы, ранее считавшиеся недоступными для рационального объяснения. Существование глобального светоносного эфира было едва ли не самым важным из них…
Земля движется по орбите со скоростью около 30 км/с; таким образом, она должна ощущать «эфирный ветер», угол падения и величина которого в заданной точке поверхности планеты станут меняться в зависимости от времени года и суток.
Влияние эфирного ветра на свет должно быть подобно влиянию обычного ветра на звуковые волны, то есть скорость распространения света в различных направлениях будет различной, согласно нерелятивистскому закону сложения скоростей.
В 1881-1887 годы Альберт Майкельсон (Michelson) и Эдвард Морли (Morley) осуществили один из наиболее важных экспериментов в истории физики, идея которого используется до сих пор из-за достигаемой высокой точности. Луч света из источника попадает на частично посеребренное зеркало, где разделяется на два луча (обозначенные на рисунке зелеными и синими стрелками), которые направляются в разные стороны. Там они отражаются от зеркал (отстоящих от центрального на одинаковом расстоянии) и в конце концов попадают в один детектор — экран. Если скорость света различна в этих двух направлениях, то один из лучей должен прийти с запаздыванием, и в детекторе должна наблюдаться интерференционная картина**.
Эксперимент показал, что никаких сезонных эффектов не наблюдается.
И даже если эфир существует, его скорость относительно прибора не может превышать 8 км/с. Последующие эксперименты подобного рода, проведенные в XX веке Миллером (Miller), Томашеком (Tomascheck), Кеннеди (Kennedy), Иллингворсом (Illingworth), Пиккардом (Piccard), Стаелем (Stahel), Джусом (Joos), Таунсом (Townes) и другими, к 1959 году снизили этот порог до 25 мм/с. Наконец, эксперимент Брилле — Холла (Brillet — Hall), проведенный в 1979 году, поставил рекорд: разница между скоростями двух лучей, испущенных гелий-неоновым лазером в противоположных направлениях, не превышала по порядку величины одной тысячной миллиметра в секунду. Но в принципе все было понятно задолго до 1979 года: в 1905 году Альберт Эйнштейн предложил устранить парадоксы электромагнетизма, отказавшись от гипотезы абсолютного пространства, абсолютного времени и силы, мгновенно передающейся на расстояние. Механику Ньютона и теорию относительности Галилея вобрала в себя релятивистская теория относительности, эфир стал не нужен и был отправлен в изгнание.
(Окончание следует.)
Комментарии к статье
* Системой отсчета называется система линеек (координат) и часов для измерения соответственно пространственных и временных интервалов между событиями.
** Интерференция возникает, когда два монохроматических луча света приходят со сдвигом по фазе. Тогда их накладывающиеся амплитуды (а значит, и светимости) могут то усиливать, то гасить одна другую, что создает чередование темных и светлых полос или кругов на экране.
утро россии сегодняшний выпуск смотреть онлайн прямой эфир бесплатно в хорошем качестве без рекламы
утро россии сегодняшний выпуск смотреть онлайн прямой эфир бесплатно в хорошем качестве без рекламыПрофиль
Избранное
программа
шоу
Смотрим всё
Смотрим всё
С понедельника по субботу в 5:00 на телеканале «Россия»
«Утро России» – информационное шоу о главном!
«Утро России» – это пятичасовое шоу в стиле «инфотейнмент».
Каждый день – с понедельника по субботу – мы говорим о главных событиях, о том, что интересует каждого жителя большой страны, что тревожит, заставляет задуматься и вызывает гордость.
В нашей студии мы встречаем тех, кто принимает решения на государственном уровне, а также самых авторитетных экспертов в разных областях.
Формат программы позволяет говорить с гостями студии обстоятельно и подробно. Используя новейшие технические возможности нашей студии, мы можем подключить к разговору собеседника из любой точки земного шара. В нашем распоряжении – практически любое видео и сложная компьютерная графика.
Наши корреспонденты во всех подробностях расскажут о самых интересных событиях во всех областях жизни.
Экономика, общественная жизнь, права детей и взрослых, медицина и спорт – ни одна сторона жизни наших зрителей не останется вне зоны внимания программы.
Любителям мира скорости и адреналина Иван Зенкевич расскажет самые свежие новости с российских автодорог. В его материалах – изменения ПДД, отношения между водителями и пешеходами и, конечно, новинки авторынка.
А тем, кто любит кино и мультфильмы, – подробные рецензии на все новинки проката и репортажи со съемочных площадок.
Специальные репортажи мы посвящаем историям жизненного успеха – как суперзвезд, так и обычных людей. Возможно, это поможет и нам, и вам не упустить удачу.
Наши корреспонденты и приглашенные нами лучшие эксперты страны помогут вам сориентироваться в любой жизненной ситуации. Как выбрать качественный товар? Как защитить свои права? Где можно сэкономить? Ответы на эти и другие вопросы – каждый день в утреннем эфире.
Мы найдем и покажем вам самые популярные и захватывающие видео из всемирной Сети. А наши эксперты-биологи интересно и подробно расскажут об особенностях пород домашних питомцев.
Ведут программу три прекрасные пары: Анастасия Чернобровина / Андрей Петров, Светлана Абрамова / Владислав Завьялов и Елена Николаева / Денис Стойков.
Электронная почта: Utro@vgtrk.
com
Елена
НиколаеваСветлана
Абрамова
- шоу
- передача/программа
- Анастасия Чернобровина
- Владислав Завьялов
- ток-шоу
- Утро России
Авто-геолокация
Реализация вековой мечты по производству электроэнергии из воздуха
В то время как Европейский Союз стремится к климатической нейтральности к середине века, команда матери и сына помогает преодолеть потенциальное препятствие: ограниченное количество возобновляемых источников энергии источники, способствующие отказу ЕС от ископаемого топлива.
Андрей Любчик является партнером проекта CATCHER, целью которого является расширение комплекса чистой энергии за счет усовершенствования преобразования атмосферной влаги в электричество.
Старый сон
Этот метод включает в себя сбор крошечных зарядов статического электричества, содержащихся в газообразных молекулах воды, которые повсеместно присутствуют в атмосфере. Этот процесс известен как гидроэлектричество или электричество влажности.
«Мы считаем, что благодаря этому новому источнику возобновляемой энергии мы резко повысим эффективность и возможности перехода на зеленую энергию», — сказал Любчик, главный исполнительный директор португальского стартапа Cascatachuva Lda. Он также является инженером-химиком в португалоязычном университете гуманитарных наук и технологий в Лиссабоне, Португалия.
В начале 1900-х годов сербско-американский изобретатель Никола Тесла мечтал об использовании энергии воздуха. Он провел серию экспериментов, пытаясь улавливать электрические заряды из атмосферы и преобразовывать их в электрический ток.
Со времен Теслы ученые узнали больше о том, как электричество образуется и высвобождается в атмосфере, и обнаружили, что водяной пар может нести электрический заряд.
Ноу-хау может стать стимулом для ЕС, который получает около 22% энергии из возобновляемых источников. Компания находится на пути к ужесточению целевого показателя на конец десятилетия для таких источников, которые также включают гидроэнергетику, до 45%.
“Мы резко повысим эффективность и возможности перехода на зеленую энергию.
Андрей Любчик, CATCHER и SSHARE. и уголь.Новая технология
CATCHER, финансируемая программой Pathfinder Европейского совета по инновациям, объединяет восемь партнеров из шести стран Европы для изучения возможностей.
Хотя общая идея может быть такой же, конкретная технология, используемая CATCHER, сильно отличается от технологии Tesla. В проекте используются панели, изготовленные из оксида циркония — твердого кристаллического материала — для захвата энергии из атмосферной влаги.
Оксид циркония представляет собой керамический материал, широко используемый в таких вещах, как зубные имплантаты, передовые стеклоподобные материалы, электроника и оболочка для ядерных топливных стержней.
При изучении свойств наноматериалов, изготовленных из оксида циркония семь лет назад, исследователи начали замечать признаки гидроэлектричества, по словам Светланы Любчик, координатора CATCHER и матери Андрея Любчика.
Как и он, она инженер-химик в португалоязычном университете. Они предприняли различные инициативы, чтобы попытаться использовать этот потенциал.
В настоящее время исследователи достигли точки, когда пластина размером 8 на 5 сантиметров из их материала может генерировать около 0,9 вольта в лаборатории при влажности около 50%. Это сравнимо с выходной мощностью половины батарейки АА.
Работая над повышением эффективности своего гидроэлектрического материала, команда ожидает, что после усовершенствования элементы смогут собирать такое же количество электроэнергии, как и фотоэлектрические элементы аналогичного размера.
Исследователи также считают, что элементы будут использоваться аналогично солнечным панелям — либо в качестве крупных электростанций, либо в качестве источника энергии для отдельных зданий.
Стационарные состояния
Клетки создаются путем производства очень маленьких однородных наночастиц оксида циркония и последующего их сжатия в лист материала с аналогичной структурой, включая ряд каналов или капилляров.
Наноструктура генерирует электрические поля внутри капилляров, которые отделяют заряд от молекул воды, поглощаемых из атмосферы, по словам Андрея Любчика.
Результатом является каскад физико-химических, физических и электрофизических процессов, которые захватывают электрическую энергию.
В одном отношении новая технология будет иметь преимущество перед солнечной и ветровой энергией. В то время как панели и турбины должны быть расположены так, чтобы улавливать солнечный свет и ветер, гигроскопические элементы не требуют специального размещения, поскольку локальные уровни влажности практически не меняются.
“Мы можем внести свой вклад в политику ЕС в отношении энергетической независимости.
Светлана Любчик, CATCHER и SSHAREТем не менее, гигроскопические элементы не обязательно будут доступны везде, поскольку для их работы требуется минимальный уровень влажности.
«Например, если на улице минус 15 градусов, так что все замерзло, воды в воздухе не будет», — сказал Андрей Любчик.
Потолочное решение
Вместе со своей матерью он также является координатором проекта SSHARE, финансируемого ЕС, который работает над реальным применением путем включения гидроэлектрических элементов в систему отопления и охлаждения.
«Мы объединяем обе технологии и делаем их самодостаточными», — сказал Андрей Любчик.
Система отопления и охлаждения основана на усовершенствованной излучающей панели, которую можно установить на потолке помещения.
Над панелью проходят перфорированные водопроводные трубы, подающие горячую или холодную воду, в зависимости от того, нужно ли обогреть или охладить помещение.
Затем панель излучает тепло в помещение или поглощает его из помещения через атмосферную влажность, подобно тому, как кожа может излучать тепло через пот.
Система должна обеспечивать питание насосов, обеспечивающих циркуляцию воды, за счет гидроэлектричества, вырабатываемого при прохождении водяного пара через панель.
Самодостаточная система отопления подчеркивает, как гидроэлектроэнергия может помочь ускорить переход к нулевому потреблению энергии, говорят исследователи.
«Мы можем внести свой вклад в политику ЕС в плане энергетической независимости», — сказала Светлана Любчик.
Исследования в этой статье финансировались ЕС. Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею в социальных сетях.
Смотреть видео
Ученые открыли фермент, который превращает воздух в электричество
8 марта 2023 г.
Ученые продемонстрировали, что фермент под названием Huc превращает газообразный водород в электрический ток.
Австралийские исследователи обнаружили фермент, который может преобразовывать воздух в энергию.
Австралийские исследователи обнаружили фермент, способный превращать воздух в энергию. Исследование, которое недавно было опубликовано в престижном журнале Nature показывает, что фермент использует небольшое количество водорода в воздухе для генерации электрического тока. Этот прорыв прокладывает путь к разработке устройств, которые могут буквально генерировать энергию из воздуха.
Открытие было сделано группой ученых под руководством доктора Риса Гринтера, доктора философии Эшли Кропп. студент и профессор Крис Грининг из Института биомедицинских открытий Университета Монаша в Мельбурне, Австралия. Команда произвела и изучила фермент, потребляющий водород, полученный из бактерии, обычно встречающейся в почве.
Недавняя работа группы показала, что многие бактерии используют атмосферный водород в качестве источника энергии в бедных питательными веществами средах.
В этой статье Nature исследователи выделили фермент, ответственный за использование атмосферного водорода, из бактерии под названием 9.0090 Микобактерии смегматис . Они показали, что этот фермент, названный Huc, превращает газообразный водород в электрический ток.
Доктор Гринтер отмечает: «Huc необычайно эффективен. В отличие от всех других известных ферментов и химических катализаторов, он даже потребляет водород ниже атмосферного уровня — всего 0,00005% воздуха, которым мы дышим».
Исследователи использовали несколько передовых методов, чтобы раскрыть молекулярную схему окисления атмосферного водорода. Они использовали передовую микроскопию (крио-ЭМ) для определения его атомной структуры и электрических путей, раздвигая границы для получения наиболее четкой структуры фермента, о которой сообщалось этим методом на сегодняшний день.
Лабораторные исследования, проведенные г-жой Кропп, показывают, что можно хранить очищенный Huc в течение длительного времени.
«Он удивительно стабилен. Фермент можно заморозить или нагреть до 80 градусов Цельсия.
Шкала Цельсия, также известная как стоградусная шкала, представляет собой температурную шкалу, названную в честь шведского астронома Андерса Цельсия. По шкале Цельсия 0 °С соответствует температуре замерзания воды, а 100 °С — температуре кипения воды при давлении 1 атм.
«data-gt-translate-attributes='[{«attribute»:»data-cmtooltip», «format»:»html»}]’>Цельсия, и он сохраняет свою способность генерировать энергию», — сказала г-жа Кропп. «Это свидетельствует о том, что этот фермент помогает бактериям выживать в самых экстремальных условиях».Huc — это «натуральная батарея», которая производит постоянный электрический ток из воздуха или добавленного водорода.
Затем панель излучает тепло в помещение или поглощает его из помещения через атмосферную влажность, подобно тому, как кожа может излучать тепло через пот.
«Нам уже давно известно, что бактерии могут использовать следы водорода в воздухе в качестве источника энергии, помогая им расти и выживать, в том числе в антарктических почвах, вулканических кратерах и глубинах океана», — сказал профессор Грининг. «Но мы не знали, как они это сделали, до сих пор».
Они также использовали метод, называемый электрохимией, чтобы продемонстрировать, что очищенный фермент создает электричество при мельчайших концентрациях водорода.
