Cтраница 1
Полный искусственный фотосинтез должен заполнить этот разрыв. Однако все эксперименты, помогающие хотя бы частично уменьшить эту разность, можно считать полезными частичными решениями. [1]
Освоение искусственного фотосинтеза дает человечеству новый источник пищи, органического сырья и химической энергии, станет орудием управления составом атмосферы. Будущая технология искусствен ного фотосинтеза возьмет на вооружение модели естественных систем. [2]
Резервом химико-биологического производства продуктов питания может быть искусственный фотосинтез, если найти пути к его управлению. Рано или поздно к этому человечество придет. Одновременно будет решаться вопрос о том, как использовать процесс искусственного фотосинтеза для преобразования световой энергии в другие ее формы, полезные для технического прогресса. [3]
В этом разделе описываются исследования, в которых искусственный фотосинтез трактуется как установленный факт. В этих исследованиях обычно применялось освещение растворов двуокиси углерода в присутствии различных сенсибилизаторов и затем велись поиски следов формальдегида или других органических соединений с той же горячностью, с какой в свое время алхимики стремились обнаружить золото на дне тиглей. [4]
Большинство биологов, соглашаясь с мнением о важности искусственного фотосинтеза, считают, что его осуществление в промышленных масштабах является делом далекого будущего и что следствием расшифровки механизма фотосинтеза будет, в первую очередь, управляемое значительное повышение эффективности использования солнечной энергии сельскохозяйственными растениями. [5]
Изучение этих принципиальных особенностей и их использование для построения искусственного фотосинтеза составляют задачу ближайшего будущего. [6]
Остается рассмотреть ряд работ Ваура и сотрудников, посвященных искусственному фотосинтезу. Во многих отношениях они имеют преимущество перед опытами Бэли и Дхара. К сожалению, приверженность Б аура к странной теории - сведению всей фотохимии к электрохимии - делает затруднительным чтение его работ ( стр. Разнообразие систем, изученных Бауром и его сотрудниками, производит благоприятное впечатление, и результаты их всегда излагались самым подробным образом. Тем не менее мы не думаем, что Бауру удалось достигнуть искусственного фотосинтеза. Кроме одной очень сложной системы ( ацетатный шелк - хлорофилл - цетиловый спирт), освещение которой будто бы дало целых 20 молей формальдегида на моль наличного хлорофилла, по существу во всех остальных опытах формальдегид получался в количествах, примерно эквивалентных количествам введенных сенсибилизаторов-красителей и очень небольших по сравнению с прочими органическими компонентами реагировавших систем. [7]
Любая из реакций (4.3) - (4.6) может быть первым шагом к искусственному фотосинтезу. [8]
Прямое фотохимическое разложение воды разрешает значительную часть трудностей, связанных с искусственным фотосинтезом, так как оно накопляет энергию и выделяет кислород. Однако фотохимическое разложение воды не разрешает всех трудностей, так как ни водородные молекулы, ни водородные атомы не могут восстанавливать двуокиси углерода. Реакции между молекулярным водородом и двуокисью углерода будут подробнее рассмотрены на стр. Что касается атомного водорода, то Хартек [62] показал, что доступ водородных атомов к двуокиси углерода не дает ничего, кроме следов формальдегида. [9]
Многие ученые считают, что изучение механизма фотосинтеза позволит перейти к осуществлению искусственного фотосинтеза вне растений в промышленных масштабах, что сыграет решающую роль в энергетике биосферы. [10]
Таким образом, ни один из известных методов восстановления двуокиси углерода не кажется реальным для искусственного фотосинтеза. [11]
Оставим пока живую клетку и продукты, извлекаемые из нее, и рассмотрим небиохимические системы, поведение которых представляет интерес с точки зрения искусственного фотосинтеза. Сущность фотосинтеза заключается в восстановлении окислителя окси-доредукционной системы высшего потенциала ( двуокись углерода - углевод) восстановителем системы значительно более низкого потенциала ( кислород - вода), причем свет доставляет необходимую энергию. [12]
Пока же мы можем констатировать, что нам неизвестна ни одна реакция двуокиси углерода или карбоксила in vitro, которую можно было бы назвать обратимым ( или почти обратимым) восстановлением двойной связи С О до одинарной связи ОН-ОН. Исследование возможностей такого восстановления очень важно для изучения искусственного фотосинтеза. [13]
Энергия, которую из потока солнечных лучей улавливают и запасают бесчисленные фотосинтетические аппараты растений и микроорганизмов в течение года, более чем в 10 раз превышает годовую потребность всего человечества. Если бы удалось в больших масштабах создать установки для искусственного фотосинтеза, это дало бы человеку источники энергии, не менее важные и более безопасные в обращении, чем атомные реакторы. [14]
Баур, Глоор и Кюнцлер применяли ацетатный шелк, окрашенный цибацетом или целлитоновыми красителями, покрытый цетиловым спиртом и суспензированный в водном растворе метиленовой сини, в которой в свою очередь суспензиро вался углекислый кальций. На основании всех опытов Баур пришел Е выводу, что предпосылкой для искусственного фотосинтеза является двухфазная система: из сенсибилизатора и окислителя в неводной фазе и восстановителя и вспомогательной окислительно-восстановительной системы в водной фазе. [15]