Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2008 № 12

По большому счету, переваривая планктон, кит извлекает из него энергию Солнца, которую микроскопические рачки и водоросли аккумулируют в процессе жизни. Повторить механизм пищеварения кита человек пока не может — уж очень сложны происходящие при этом химические реакции. Но извлечь эту энергию все же можно, если призвать на помощь бактерии.

Собственно, этой энергией, не задумываясь, ежедневно пользуются на земном шаре миллионы и миллионы людей, поворачивая кран газовой плиты. Ведь газ — это продукт переработки органических веществ микроскопическими бактериями. А использовать его можно не только для приготовления пищи, но и для нагрева воды для паровых двигателей или даже напрямую сжигать его в цилиндрах моторов, специально для этого приспособленных. Свидетельством тому тысячи и тысячи автомобилей с газовыми баллонами на дорогах страны.

Не так давно исследователи Вирджинского университета (США) сумели изготовить ловушки для планктона, копирующие устройство китового уса, и убедились в их эффективности. Но кит, как сказано, достигает массы 150 тонн, а водоизмещение океанского лайнера может составлять десятки и сотни тысяч тонн. Прямой связи между весом и потреблением энергии нет, но все же ясно, что кораблю планктона нужно больше, чем киту. А где его взять?

Еще в 80-е годы прошлого столетия эту проблему решили наши специалисты из гидрофизической лаборатории МГУ в рамках проекта «Биосоляр». Суть его состояла в следующем. В бассейне под ярким светом ламп, имитирующих солнечный свет, они разводили микроводоросли. По мере накопления биомассу перекачивали гидронасосами в специальные реакторы — метантенки. Заложенные в них бактерии брожения перерабатывали микроводоросли в метан. Ну, а этот газ, как уже сказано, годится для промышленных паровых котлов.

Взяв за основу такую технологию, американские исследователи доработали ее с учетом природных условий. И теперь она выглядит следующим образом. В морскую воду караванных путей, которым традиционно следуют морские суда, нужно периодически добавлять питательные вещества — подкормку для интенсивного размножения микроводорослей и планктона.

В «ЮТ» № 3 за 2005 г. мы уже рассказывали вам, как международная группа ученых, работавшая в Атлантике на корабле «Полярная Звезда» под руководством профессора Виктор Сметачека, установила, что наиболее лакомой едой для фитопланктона является сульфат железа и некоторые другие вещества.

Быстро растущую биомассу каждое судно по мере надобности и будет закачивать во время плавания в свои метантенки, где она станет превращаться в горючий газ. Ну а полученный газ можно использовать как топливо и для паровых котлов, и для двигателей внутреннего сгорания, и даже для газовых турбин.

Идея уже обсуждена на нескольких научных симпозиумах и признана перспективной. И теперь исследователи планируют строительство опытного судна, на котором можно было бы проверить эту технологию практически. Кроме того, предстоит вывести методами генной биоинженерии особо эффективные сорта микроводорослей и бактерий. А то ведь сейчас, по самым оптимистичным подсчетам, КПД биоустановки, получается, не превышает 1 процент — меньше, чем у паровоза…

Впрочем, это не единственный способ получения топлива из органики. Немецкие исследователи из университета Карлсруэ в сотрудничестве со своими коллегами из университета Квинсленда (Австралия) намерены по-своему наладить получение экологического горючего будущего — водорода.

Как известно, одноклеточная зеленая водоросль хламидомонада производит в процессе фотосинтеза углеводы. Но, если в окружающей среде мало кислорода, хламидомонада начинает производить водород, когда-то дешево получать который из воды мечтал еще всемирно известный фантаст Жюль Верн. Ведь молекула воды, как известно, состоит из водорода и кислорода. Водород прекрасно горит, а кислород — поддерживает горение.

В этом биореакторе 30 литров раствора хламидомонад при ярком освещении производят водород. Им можно заправлять не только судовые двигатели, но и автомобильные.

Однако ни сам знаменитый фантаст, ни кто-либо из ученых за прошедшие 150 лет так и не додумались, каким образом дешево разлагать воду на составные элементы. Если делать это с помощью электролиза, как это традиционно делается сейчас, то энергии на разложение воды тратится больше, чем ее потом получают от сгорания водорода.

Иное дело, если водород получать с помощью хламидомонад. Они энергию для разложения воды получают из солнечного света — по существу бесплатно. Вот только в природе опять-таки эффективность этого процесса составляет всего 0,1 %. Генная инженерия уже позволила повысить КПД в 25 раз и вырастить культуру хламидомонад, работающих с эффективностью до 2,5 %. Однако экономисты подсчитали: чтобы процесс был экономически выгоден, необходим КПД не ниже 10 %. Ученые обещают добиться таких показателей в ближайшие годы. Вот тогда, наверное, и появятся в морях-океанах первые суда, отчасти похожие на китов.

Ю. АНДРЕЕВ

МЕРКУРИЙ «ПОХУДЕЛ».К такому выводу пришли недавно американские ученые. Проведенные ими измерения показали, что самая маленькая по размерам планета нашей Солнечной системы — Меркурий — имеет тенденцию к «похудению». Причем за всю историю наблюдений планета «потеряла» в диаметре около 1,5 км.

По мнению руководителя работ Шина Соломона из вашингтонского Института имени Карнеги, сокращение размеров Меркурия вызвано, видимо, процессом остывания его ядра. Последние данные об изменениях параметров планеты были получены с помощью летательного аппарата «Мессенджер», который приблизился к Меркурию в январе 2008 года.

ЛЕНЬ ПРОПИСАНА В ГЕНАХ. К такому выводу пришел американский ученый Тимоти Лайтфут из Университета Северной Каролины. Он утверждает, что предрасположенность к лени у некоторых из нас в крови, точнее, в генах. Лайтфут определил 20 различных участков генома мыши, которые оказывают влияние на уровни активности животных, в частности, определяют, сколько животное готово бегать.

Для исследования были выведены два вида мышей — активные и неактивные. Затем при скрещивании была получена группа из 310 особей со смешанными генами. В возрасте 9 месяцев мышей рассадили по отдельным клеткам, в каждой из которых было колесо для бега. В течение трех недель помощники Лайтфута замеряли расстояние, которое животные пробегали за день, а также время и скорость, после чего у подопытных взяли генетические образцы.