“储氨制氢”大突破 全新化合物可轻松来回转换 过程更安全简单

“储氨制氢”大突破全新化合物可轻松来回转换过程更安全简单这一发现已于近期发表在了《美国化学会杂志》上。据称，它不仅可以安全方便地储存氨，还可以储存它所携带的重要氢。为了使社会从碳基能源转变为氢基能源，我们需要一种安全的方式来储存和运输氢，氢本身是高度可燃的。一种方法是将其作为另一种分子的一部分储存起来，并在需要时提取出来。氨，化学式为NH3，是一个很好的氢载体，因为每个分子中都有三个氢原子，按重量计算，氨中几乎有20%是氢。然而，问题在于氨是一种腐蚀性很强的气体，很难储存和使用。目前，氨通常通过在远低于冰点的温度下液化来储存在耐压容器中。多孔化合物也可以在常温常压下储存氨，但储存容量较低，且氨不易回收。而最新研究报告了一种钙钛矿的发现，这是一种具有独特重复晶体结构的材料，可以很容易地储存氨，也可以在相对较低的温度下轻松完整地回收（恢复可用状态）。具体而言，该研究小组专注于钙钛矿乙基碘化铅铵（EAPbI3），化学式为CH3CH2NH3PbI3。他们发现它的一维柱状结构在室温和常压下会与氨发生化学反应，并动态转化为二维层状结构，称为氢氧化铅或Pb（OH）I。这一过程的结果是，氨通过化学转化储存在层状结构中。有鉴于此，EAPbI3可以安全地将腐蚀性氨气作为氮化合物储存，其过程比在压力容器中、-33°C下液化要便宜得多。更重要的是，回收储存氨的过程也同样简单。研究人员说，“令我们惊讶的是，储存在乙铵碘化铅中的氨只需稍稍加热就能很容易地提取出来。”他们进一步解释称，储存的氮化合物在50°C的真空条件下就会发生逆反应，并转化回氨。这个温度远低于从多孔化合物中提取氨所需的150°C或更高的温度。如此看来，EAPbI3是一种简单且经济高效的处理腐蚀性气体的极好介质。此外，钙钛矿恢复一维柱状结构后还可以重复使用，从而可以重复储存和提取氨。一个额外的好处是，通常为黄色的化合物在反应后变成白色。Kawamoto表示，“该化合物在储存氨时能够改变颜色，这意味着可以开发基于颜色的氨传感器来确定储存的氨量。”据称，这种新的存储方法有多种用途。在短期内，研究人员开发了一种安全的氨储存方法，该方法已经在社会上有多种用途，从肥料到药品再到纺织品。“从长远来看，我们希望这种简单而有效的方法能够成为通过使用氨作为无碳氢来实现脱碳的解决方案的一部分载体。”他们补充道。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370713.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1370713.htm

科学家设法将各种食品加工废料转化为有利可图的化合物

科学家设法将各种食品加工废料转化为有利可图的化合物科学家们在估计食品加工废物的最佳大规模用途方面迈出了第一步，首先分析其内容，并根据这些发现提出生产机会，从可持续燃料、沼气和电力到有用的化学品和有机肥料。这项工作被称为"价值化"，或确定"在其他方面没有价值，甚至对公司来说是一种资源消耗的东西的潜在价值--当你不得不花钱来处理它时，"该研究的高级作者、俄亥俄州立大学园艺和作物科学以及食品、农业和生物工程教授卡特里娜-科尼什说。"生物经济正作为一个话题变得更加普遍。在这种情况下，不要摆脱食物垃圾--从它身上赚点钱，"科尼什说，他也是俄亥俄州生物新兴材料的研究学者。"在这里，我们正在为那些想知道'我可以用这些东西做什么'的食品制造商建立基础模型。我们的流程图为他们指引了一个具体的方向，防止他们浪费时间去尝试我们知道不会成功的东西。"这项研究最近在线发表在《总体环境科学》杂志上。在美国每年丢弃的800亿磅食物中，约有2%归因于食品制造和加工--食物垃圾中的固体被送往填埋场或堆肥，而液体则被倒入下水道。在这项研究中，研究人员总共收集了46个废物样本，其中14个来自俄亥俄州的大型食品加工公司，并将它们分为四大类：蔬菜、富含脂肪、工业污泥和淀粉。然后，他们对样本内容的物理和化学特性进行了描述，并测试了一些他们认为是发酵成平台化学品丙酮的良好候选者的淀粉类废物。从总体上看，一种废物类型的能量密度（基于热值）和碳氮比是决定其再利用潜力的主要因素。例如，脂肪类废物和矿物类废物可以通过厌氧消化产生沼气，而大豆废物具有足够的能量密度，可用于生产生物柴油。低热值的蔬菜垃圾对于能源生产来说不是很好，但它们是丰富的黄酮类化合物、抗氧化剂和色素的有机来源，可以被提取并用于促进健康的化合物。基于对纤维和矿物质丰富的废物的分析，科尼什的实验室开发了一种方法，将来自俄亥俄州食品生产商的蛋壳和番茄皮变成橡胶产品的填充物，例如，部分取代轮胎中基于石油的炭黑。"我们将这项工作与环境保护署的目标相一致，即到2030年减少50%的食物损失和浪费，"第一作者BeenishSaba说，他是俄亥俄州食品、农业和生物工程的博士后研究员。"那么，如何才能减少这种浪费？价值化是一种方法。在俄亥俄州，正在种植的玉米可以转化为生物燃料、丙酮和丁醇，在这里，我们已经确定了其他已经可以作为废物的来源，你也可以转化为这些产品。"拟议的转换技术需要能源来运作，也会产生一些二次废物，但价值化模型为进一步的"从摇篮到坟墓"的分析奠定了基础，这将有助于量化大规模减少食品-和其他行业-废物的环境效益。研究人员说，虽然这项研究是一个起点，但它最好能激励食品生产商考虑从目前被视为垃圾的废品中制造出一些东西的可能性。"我们希望发生的是，食品生产者将实际审视他们的成本和他们的足迹，看看哪种方法对他们的特定废物最有效--哪种方法在经济上的负面影响最小，最好是有利可图，而且还能将任何碳足迹降至最低，"科尼什说。"就全球变暖而言，任何可以被估价的废物都对全球变暖有直接影响，因为它对排放和生态系统有直接影响。这都是为了提高能源安全，降低食物垃圾管理的财政和环境影响，如果你的废物有足够的价值，你可以用它做一些事情，防止它进入垃圾填埋场，这真是一件好事。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1346403.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1346403.htm

科学家在柑橘类水果中发现新甜味增强化合物

科学家在柑橘类水果中发现新甜味增强化合物佛罗里达大学食品和农业科学研究所的科学家们在柑橘类水果中发现了八种天然甜味增强化合物。该研究表明，这些分子可能作为食品中的糖替代品而发挥作用。这项新研究的重点是在不同品种的柑橘类水果中筛选风味代谢物，其目的是为了识别天然甜味剂或甜味增强的化合物。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1321143.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1321143.htm

科学家以前所未有的速度发现30种新的天然化合物

科学家以前所未有的速度发现30种新的天然化合物然而，据伊利诺伊大学约翰和玛格丽特-维特化学教授道格-米切尔（MMG）称，与这些生物体通过利用它们所拥有的遗传途径能够生产的化合物数量相比，这一点微不足道。"这只是冰山一角，"米切尔说。"在我们今天所知道的已知分子与自然界有能力生产的分子之间存在着差距。至少是100比1。"核糖体产生和翻译后修饰的肽，或简称"RiPPs"是一种天然产品，已成为抗生素的一个流行来源。获取RiPPs的传统方法很费力，包括将每个基因插入模型生物体，如大肠杆菌，一次一个观察它产生什么化合物。然而，在最近的一项研究中，研究人员利用伊利诺伊州先进生物制造生物中心，能够以前所未有的速度和规模找到并描述新的RiPPs，这是卡尔-R-沃斯基因组生物学研究所的一项重要联合工作的成果。iBioFAB是一个实验室自动化系统，可以一次从数百个基因中分析和创建许多合成基因途径，这项任务通常需要众多研究人员和更多时间来完成。这项研究是米切尔的实验室、赵惠民（BSD/GSE负责人/CABBI/CGD/MMG）的实验室、StevenL.Miller化学和生物分子工程主席、WilfredvanderDonk（MMG）的实验室、RichardE.Heckert化学捐赠主席和HowardHughes医学研究所研究员之间的合作。在伊利诺伊大学厄巴纳·香槟分校大规模合作的一篇新论文中，研究人员能够以前所未有的速度和规模，利用伊利诺伊大学先进生物制造的生物基金会，发现并描述新的核糖体合成和翻译后修饰的肽（RiPPs）。资料来源：伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校卡尔-R-沃斯基因组生物学研究所三位共同第一作者，Mitchell实验室四年级博士生AlexBattiste、Zhao实验室五年级博士生ChengyouShi和vanderDonk实验室博士后RichardAyikpoe描述了他们如何在各自的实验室领导该项目的一部分。Shi的团队准备了合成基因，然后使用iBioFAB与一个名为RODEO的基因组挖掘程序集成，将它们组装成候选路径，或基因集群。然后，不同类别的基因簇被交给Battiste和Ayikpoe的团队，以测试哪些途径具有功能性并可能在大肠杆菌中产生新的RiPPs。任何显示出抗生素活性的RiPPs结构都由Ayikpoe的团队进行了详细描述。高通量技术允许一次性测试由大约400个基因组成的96条途径，产生了30种新化合物。"与传统的RiPP发现方法相比，我们的平台在许多方面都具有可扩展性和高通量性，从生物合成基因簇的识别、克隆、生产，以及检测和表征，"Shi说。"我想说，这是第一个用于大规模发现RiPP的平台。"在发现的新化合物中，有三个被发现具有抗菌特性。当对肺炎克雷伯氏菌（Klebsiellapneumoniae）进行测试时，发现新发现的抗菌性RiPPs能够有效地杀死这种危险的细菌。研究人员说，这可能是发现对目前抗生素药物有抗药性的细菌有效的化合物的一个新途径。"我们发现三种RiPPs对已知涉及医院获得性感染的病原体具有抗菌性，包括克雷伯氏菌，"Ayikpoe说。"这项研究表明，通过使用这个平台扩大我们可以一次性筛选的生物合成基因簇的数量，我们更有可能发现可能具有治疗作用的抗微生物化合物。"这篇论文的目标有两个：展示高通量技术快速构建和测试新的RiPPs的基因簇的能力，同时也强调在IGB内实现的那种大规模合作项目。了解更多：https://www.nature.com/articles/s41467-022-33890-w...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1333095.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1333095.htm

科学家发现能分解某些"永久化学物质"（PFAS）的细菌

科学家发现能分解某些"永久化学物质"（PFAS）的细菌伯恩斯工程学院助理教授门玉洁和她的团队发现，这些细菌能够清除特定亚类的全氟和多氟烷基物质，即所谓的全氟辛烷磺酸，尤其是那些在其化学结构中含有一个或多个氯原子的物质。他们的研究结果发表在科学杂志《自然-水》上。由于碳-氟键异常牢固，有害健康的化学物质会在环境中持续存在几十年甚至更长的时间。值得注意的是，加州大学洛杉矶分校的研究小组发现，细菌能裂解污染物的氯碳键，从而引发一系列反应，破坏永久化学结构，使其变得无害。加州大学河滨分校助理教授门玉丽和研究生金乔森。图片来源：UCR张思卓摄"我们发现，细菌可以先进行碳-氯键裂解，产生不稳定的中间产物，"门玉丽说。"然后这些不稳定的中间产物会发生自发的脱氟反应，也就是碳-氟键的裂解。"氯化全氟辛烷磺酸是由数千种化合物组成的永远的化学家族中的一大类。它们包括工业中使用的各种不易燃液压油，以及用于制造化学性质稳定的薄膜的化合物，这些薄膜在各种工业、包装和电子应用中用作防潮层。门氏研究小组发现的两种细菌--嗜氨脱硫弧菌（Desulfovibrioaminophilus）和孢子菌（Sporomusasphaeroides）--是天然存在的，已知它们生活在地下水可能受到全氟辛烷磺酸污染的地下微生物群中。为了加快清理工作，可以向地下水中注入甲醇等廉价营养物质，以促进细菌生长。这将大大增加细菌的存在，从而更有效地破坏污染物，如果细菌尚未存在，可以在受污染的水中接种其中一种细菌。生物净化过程的概念图。图片来源：埃文-菲尔兹（EvanFields）绘制的UCR图像Men是该论文的通讯作者，UCR化学与环境工程研究生BosenJin是论文的第一作者，UCR的其他共同作者包括博士后高金玉、前博士后刘华清、前研究生车顺和于耀春，以及副教授刘金勇。这项研究拓展了早先的研究成果，她在研究中证明微生物可以分解一类顽固的全氟辛烷磺酸，即氟化羧酸。长期以来，微生物一直被用于溢油和其他工业污染物的生物净化，包括她研究的工业溶剂三氯乙烯（TCE）。但是，关于利用微生物净化全氟辛烷磺酸的研究还处于起步阶段，她的发现带来了巨大的希望，因为如果有有效的食污染物微生物，生物处理通常比化学处理成本更低、更环保。吞噬污染物的微生物还可以注入地下难以到达的位置。最新的PFAS研究正值美国环保署颁布新法规，推动清理全国各地受PFAS污染的地下水点之际，因为这些化学物质与一系列不良健康影响有关，包括癌症、肾病和激素紊乱。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1372659.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1372659.htm

科学家找到柯伊伯带天体显现出彩色的原因

科学家找到柯伊伯带天体显现出彩色的原因由夏威夷大学马诺亚分校化学系的研究人员领导的一项新研究复制了柯伊伯带的环境，发现是什么导致了柯伊伯带物体富含碳氢化合物表面的颜色阵列，为天体物理学中一个长期存在的问题提供了一个解决方案。这项研究最近发表在《科学进展》杂志上。由RalfI.Kaiser教授领导的研究小组在马诺亚大学进行了这项尖端研究。他们使用超高真空辐照实验，并进行了全面的分析，以研究在类似柯伊伯带的条件下，银河系宇宙射线加工碳氢化合物，如甲烷和乙炔，在分子水平上的颜色演变及其来源。芳香族（具有融合的苯环的有机分子）结构单元携带多达三个环，例如在化合物菲、亚苯和苊中，彼此之间通过缺氢桥连接，被发现在产生红色方面起着关键作用。华盛顿大学的实验证明了银河系宇宙射线处理碳氢化合物的分子复杂程度，并深入了解了暴露在辐射下的冰块在生物前体分子的早期生产中所起的作用，这种分子参与了产生另一种分子的化学反应。"这项研究是系统地解开负责柯伊伯带天体富含碳氢化合物表面的分子单元载体的关键第一步，"Kaiser说。"由于天文探测也在柯伊伯带天体的表面检测到了如氨、水和甲醇之类的物质，因此对这些冰的宇宙射线处理的进一步实验有望揭示柯伊伯带天体在分子水平上的真正颜色多样性的性质。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1365431.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1365431.htm