Μικροσκοπικά σωματίδια που προέρχονται από φτηνά υλικά και προσομοιώνουν τις ιδιότητες φωτοσύνθεσης που έχουν τα φυτά, συλλέγοντας την ηλιακή ακτινοβολία, είναι η νέα απάντηση της νανοβιοτεχνολογίας στα μικρής κλίμακας έργα που απαιτούν ενέργεια.
Η καινοτομία της διεθνούς ομάδας του τμήματος Φυσικής του Χάρβαρντ, υπό την εποπτεία του Ευθύμη Καξίρα, βασίζεται σε φτηνά, φιλικά προς το περιβάλλον, μικροϋλικά, τα οποία αντιγράφουν τα μοτίβα της φύσης, συγκεντρώνοντας ενέργεια από τον ήλιο. Οι εφαρμογές της νέας αυτής πρότασης παραγωγής ενέργειας είναι πάρα πολλές. Στην Ιαπωνία, με πρώτη ύλη αυτά τα νανοβιοκύτταρα, επικαλύπτονται επιφάνειες εξωτερικών τοίχων, ενώ κινούνται μικρές μηχανές που χρησιμοποιούνται καθημερινά ακόμη και για τις δουλειές του σπιτιού.
Τα παραπάνω τόνισε μιλώντας χθες, πρώτη ημέρα της Διατμηματικής Συνάντησης Μεταπτυχιακών Σπουδών Νανοεπιστημών και Νανοτεχνολογίας, στο τμήμα Φυσικής του ΑΠΘ, ο διευθυντής του Εργαστηρίου Καινοτομίας και Υπολογιστών του Χάρβαρντ Ευθύμιος Καξίρας.
Ο κ. Καξίρας αναφέρθηκε διεξοδικά στο παγκόσμιο ενεργειακό ζήτημα. Μιλώντας στη “Μ” εξήγησε πως οι απαιτήσεις για ενέργεια σε παγκόσμιο επίπεδο ετησίως φτάνουν τα 14 τεραμπάιτ, ενώ η εκτίμηση για το 2050 είναι ότι θα φτάσει τα 40 τεραμπάιτ. Τότε υπολογίζεται ότι ο πληθυσμός σε παγκόσμιο επίπεδο θα φτάσει τα 9,1 δισεκατομμύρια!
“Η πρώτη ύλη που χρησιμοποιούμε είναι το διοξείδιο του τιτανίου, υλικό ανθεκτικό και φθηνό. Χρησιμοποιούμε για αισθητήρες μόρια που υπάρχουν στη φύση και κατά κάποιο τρόπο αντιγράφουμε τις διαδικασίες της φωτοσύνθεσης. Οι αισθητήρες αυτοί λειτουργούν όπως οι καρποί των φρούτων που περιέχουν μέσα τους χυμούς. Τα υλικά είναι φτηνά και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή ηλεκτρισμού σε μικρής κλίμακας έργα. Δεν μπορούμε δυστυχώς να παραγάγουμε με αυτόν τον τρόπο μεγάλες ποσότητες ρεύματος”, λέει ο κ. Καξίρας.
ΤΟ ΠΕΙΡΑΜΑ ΤΗΣ ΟΜΑΔΑΣ ΥΔΡΟΣΟΛ
Στην Αλμερία της Ισπανίας εδώ και καιρό η ομάδα Hydrosol, με επικεφαλής τον βραβευμένο από την Ευρωπαϊκή Ένωση ερευνητή του ΕΚΕΤΑ Θανάση Κωνσταντόπουλο, εργάζεται πάνω στην παραγωγή υδρογόνου από την ηλιακή ενέργεια. Πρόκειται για ένα από τα πιο φιλόδοξα πειράματα της Ευρώπης, το οποίο πρόκειται να μεταφερθεί στη Σαχάρα, όπου θα δημιουργηθεί μία από τις μεγαλύτερες πλατφόρμες συλλογής ηλιακής ενέργειας.
“Αυτό το διάστημα έχει ολοκληρωθεί η πρώτη από τις δύο πλατφόρμες προηγούμενης πειραματικής φάσης για την παραγωγή υδρογόνου από τη διάσπαση υδρατμών στον ηλιακό αντιδραστήρα Hydrosol II, ισχύος 100 KW, που βρίσκεται στην Αλμερία της Ισπανίας, κάνοντας χρήση αποκλειστικά και μόνο της ηλιακής ενέργειας. Ήδη έχουν ξεκινήσει τα πειράματα της δεύτερης φάσης. Τώρα αξιολογούμε τα διαφορετικά υλικά και υποσυστήματα του αντιδραστήρα σε συνεχή λειτουργία. Το πείραμα ολοκληρώνεται τον Οκτώβριο”, λέει ο Θ Κωνσταντόπουλος.
Επιτεύγματα στη νανοϊατρική
Μοιάζει με εικόνα βγαλμένη από ταινία επιστημονικής φαντασίας, είναι όμως μία ακόμη εξέλιξη από το χώρο της νανοτεχνολογίας. Οι οπτικές λαβίδες και ο μοριακός χάρακας Fret, όπως ονομάζεται, δύο νέα επιτεύγματα με εφαρμογή στο χώρο της νανοϊατρικής, παρουσιάζονται στο πλαίσιο του 6ου Διεθνούς Συνεδρίου Νανοτεχνολογίας, που πραγματοποιείται στο ΑΠΘ έως τις 15 Ιουλίου.
“Οι νέες δυνατότητες της νανοτεχνολογίας συμβάλλουν στην καθήλωση μορίων, τα οποία με τη σειρά τους προσελκύουν κύτταρα. Η χρησιμότητα αυτού του νέου εργαλείου είναι μεγάλη, καθώς με αυτό τον τρόπο κλείνουν πιο εύκολα οι πληγές, για παράδειγμα, στις εγχειρίσεις καρδιάς”, εξηγεί στη "Μ" η καθηγήτρια κ. Παπαδοπούλου.
Οι οπτικές λαβίδες παγιδεύουν και χωρίζουν σωματίδια με διαστάσεις έως και 100 νανόμετρα, διαστάσεις δηλαδή τόσο μικρές, που αγγίζουν τα 100 δισεκατομμυριοστά του μέτρου. "Με τη βοήθεια των οπτικών λαβίδων μπορούμε να παρατηρήσουμε την κίνηση των νανοσωματιδίων μέσα στο υγρό. Αυτά τα νανοσωματίδια έχουν την ιδιότητα να παγιδεύουν βιολογικούς οργανισμούς, όπως κύτταρα, ιούς και βακτήρια", εξηγεί ο Αλέξανδρος Κατρανίδης, που έχει δημιουργήσει το μοριακό χάρακα, βάση λειτουργίας του οποίου είναι η μεταφορά ενέργειας σύμφωνα με την κβαντομηχανική. Ο μοριακός χάρακας είναι ένα όργανο που χρησιμοποιείται και αυτό στη νανοϊατρική.
"Και τα δύο αυτά καινοτόμα προϊόντα έχουν τη δυνατότητα να ενώνουν μόρια σε χαμηλές συγκεντρώσεις, προκειμένου να διαπιστωθεί πώς αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Η εφαρμογή τους είναι άμεση, κυρίως στη νανοϊατρική. Ωστόσο δεν είναι μόνο αυτός ο τομέας των νέων επιτευγμάτων που φέρνει στη δημοσιότητα το συνέδριο". Παράλληλες εφαρμογές της νανοτεχνολογίας βρίσκουμε στην ενέργεια, στις επικοινωνίες, στα συστήματα πληροφοριών, στα στοχευμένα φάρμακα. Τα εύκαμπτα υλικά νέων μορφών ύλης, που, δηλαδή, δημιουργούνται ηλεκτρονικά, εισέρχονται πια στα φωτοβολταϊκά τόξα, στα ρούχα μας, ως αισθητήρες. Η νανοηλεκτρονική έχει εξελιχθεί τόσο πολύ, που αποτελεί έναν αυτόνομο τομέα στον οποίο αφιερώθηκε το 2ο συμπόσιο που έγινε στο Πόρτο Καράς της Χαλκιδικής", λέει στη "Μ" ο διοργανωτής του και υπεύθυνος του Εργαστηρίου Νανοτεχνολογίας Στέργιος Λογοθετίδης.
Της Στελίνας Μαργαριτίδου
