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科学者たちは、レーザーでザッピングすることにより、二酸化炭素を酸素に変えました

On 9月 28, 2021 by admin

光合成は確かに奇跡ですよね? 植物やバクテリア、藻類が二酸化炭素を取り込み、わずかな太陽光の助けを借りて、私たちが呼吸する酸素に変えることができるのです。 しかし今、科学者たちは光合成を方程式から外し、二酸化炭素(CO2)をレーザーで叩くことによって酸素(O2)を作ることに成功しました。

化学では、分子を擬人化するならば、分子は怠惰であるというのが一般的な常識になっています。 化学者のアーサー・スーツとデビッド・パーカーがサイエンス誌の新しい分析で説明しているように、COは「O2よりもはるかに安定した2原子結合を持っている」のです。”

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二酸化炭素の化学結合がどのようなものか、ASCII アート版を作成するとしたら、このような感じになるでしょう。

O=C=O

炭素は酸素原子と二重結合しており、化学的に言えば、単にその結合を 1 つ切り離して、CO 分子と酸素原子を作るほうがずっと簡単なのです。

そのため、従来の常識では、ほとんどすべての状況において、たとえば人間の呼気から二酸化炭素を取り出し、気体の酸素に戻すことは不可能で、それには 2 つの酸素原子が必要でした。 しかし、カリフォルニア大学デービス校の研究者たちは、「高エネルギー真空紫外レーザー」と呼ばれるものを使って二酸化炭素を励起し、酸素に戻すことを試みることにしたのです。”

高度に励起された状態(そしてまだ擬人化されている)では、二酸化炭素やその他の分子は、その最小エネルギー経路をスキップするためにもう少しエネルギーを持ち、あらゆる興奮した人/分子のように、「放浪」した気分になり、化学結合が別の方法で切断する化学現象であることが判明したのです。

カリフォルニア大学デービス校の研究者たちは、化学結合が確かに別の方法で切断され、二酸化炭素を酸素と単一の炭素原子に戻すことができることを発見しました(彼らはこの発見についても『サイエンス』誌に記述しています)。

SuitsとParkerは、彼らの分析でこのように説明しています:

これらのCO2の結果は、近年出現した特に印象的な反応のクラスであるローミングの一例かもしれません。この反応では、励起した分子が単純な結合分裂によって解離し始めますが、代わりに分子内反応が起こり、予想外の生成物に至ります。

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地球の大気がどのように形成されたかについて、何かを教えてくれるかもしれない大発見であった。 実際、真空紫外光は、真空の宇宙空間で太陽の光が分子に当たる、高層大気中の二酸化炭素とよく相互作用するのかもしれません。

地球上の酸素のほとんどは、科学者がおよそ 24 億年前に起こった光合成主導の「大酸化現象」に由来すると考えています。 しかし最近、科学者たちは、そのイベントが起こるためには、少なくとも地球の大気のどこかに少量の酸素が存在しなければならないと主張しており、この発見は、明らかに、その酸素がどのように存在し得たかを説明する1つの理由になるでしょう。 この実験は、ここ地球上で、人間の呼吸の廃棄物を取り出し、それを入力に戻す手段があることを証明しています。

私はこの研究の著者に、この発見が、たとえば、宇宙で人々が二酸化炭素を吐き出し、小さな真空紫外線レーザーがそれを再び呼吸できる酸素に戻す閉鎖系呼吸装置を作成できる、遠い未来の装置に何らかの意味を持つと思うかどうかを尋ねました。

残念ながら、私がメールした研究者の誰からも返事がありませんでしたが、Suits と Parker は、その分析の中で、高エネルギー真空紫外レーザーに代わる新しい手段や代替手段が、ローミングを誘発するために研究されていることに注目しています。 高エネルギー真空紫外レーザーは、結局のところ、動作に多くの電力を必要とするように思われます (これは、もしあなたの心がそこにあるなら、気候上の利点を否定する可能性があります)。

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