행성 Nanomedicine: 세계는 글로벌 인공적인 광합성 계획사업을 필요로 합니까?

교수에 의하여 토마스 Fuance

토마스 Faunce 의 오스트레일리아 연구 위원회 미래 동료 교수. 법률의 대학약, 생물학 및 환경오스트레일리아 동포 대학의 대학
대응 저자: Thomas.faunce@anu.edu.au

나노 과학 연구의 많은 활발한 지역은 인공적인 광합성에 집중 입니다. 지탱하는 인간 지금과 우리의 공장의 건강 사이 연결은 됩니다 "행성 약이라고 불린 성장하고 있는 필드의 일부분." 이기 위하여 중요한 글로벌 에너지, 근해 (GAP) 및 음식 문제를 다루는 macroscience 글로벌 인공적인 광합성 계획사업 행성 nanomedicine에 있는 결정적인 노력은 하고자 했습니까? 만일 그렇다면, 그것은 어떻게 개시되거나 편성되어야 합니까?

행성 약은 지금 의학 전문가의 전문 기술이 글로벌 건강 및 환경 보호의 문제점으로 안으로 지시한 기후 변화를 포함하여 성장하고 있는 필드, 특히입니다.1,2 톰 Faunce 교수 연구는 행성 nanomedicine의 정의 노력으로 글로벌 (GAP) 인공적인 광합성 계획사업을 위한 그의 아이디어를 부연하는 것을 노력합니다. Faunce 교수는 Obergurgl, 오스트리아와 2010년 8월에 있는 베이징에 있는 광합성의 제 15 국제적인 의회에 2010년 7월에 있는 유럽 과학 기초에 의해 후원된 유지할 수 있는 에너지 회의를 위한 나노 과학에 이 첫번째 제출했습니다.

2009년 12월에 있는 코펜하겐 기후 회의에, 세계의 단일 민족 국가는, 코펜하겐 협정을 만들었습니다. 이 비 묶는 정치 계약은 인구 증가의 중요한 충격을 화석에 의하여 연료 몬 기후 변화 인식하고 뿐 아니라 국제적인 지원을 포함하여 종합 적응 프로그램을 설치하는 그것의 역효과에 가장 취약한 그 국가를 위한 필요.1 처음으로, 국가를 방출해 모든 소령은 전 산업 수준의 위 2°C 보다는 더 적은에 지구 온난화를 지키기의 표적에 찬성했습니다. 코펜하겐 협정은 또한 재생 가능 에너지 기술 개발과 이동을 가속하기 위하여 기계장치를 설치하는 경감조치에 관하여 중요한 기업을 (를 포함하여 코펜하겐 녹색 기후 기금) 특히 포함합니다.3

국제 연합 천년기 발달 목표는 에너지 저장, 생산의 관련 문제에 특히 집중되고 변환, 농업 생산력 증진, 물 처리 및 개선 및 전문가는 나노 과학을 체계적으로 그들의 공적에 기여하는 격려했습니다.4 영세민을 위한 이 중요한 생존 문제점은 2050년까지 100억으로 글로벌 인구로 증가합니다 약화되고 에너지 소비는 13.5 TW에게서 ˜40.8 TW에 (2001년) 상승합니다. 인공적인 광합성은 (AP) 그 같은 문제에 대한 나노 과학 연구의 활발한 컨버전스를 관련시킵니다. AP에 "거대 과학" 접근은 행성 nanomedicine에 있는 정의 운동을 나타낼ㅂ니까 것입니다?

광합성 유기체는 세포막 thylakoids, 공장에 있는 "안테나" 염록소 분자로 태양 스펙트럼의 각종 지구에서 광양자를 합니다 엽록체에게 불린 세포내 세포기관에서 동일을 흡수합니다. 흡수된 광양자의 에너지는 대기권에 풀어 놓이는 (OEC) 산소 (o)에 근해를 (HO) 산화하기 위하여 광반응계 II로 알려져 있는2 단백질에 있는2 산소 발전 복합물에 의해 사용됩니다. 그로 인하여 생성한 전자는 광반응계 I에 의해 화학 결합에서 ATP (아데노신 삼인산)와 NADPH (수소의 본질의 양식)에 있는 저장을 위한 NADP (니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오티드 인산염)를 감소시키기 위하여 붙잡습니다.5 "암실 반응" ATP 및 NADPH 뿐 아니라 이산화탄소 (지휘관)2에서 Calvin Benson 주기에서 효소 Rubisco를 통해 탄수화물의 모양으로 음식을 만들기 위하여 사용됩니다.6

우리의 산소의 광합성, 궁극적인 근원, 음식 및 화석 연료는, 이미 지구를 치는 150,000 TW 태양 에너지의 ˜100 TW를 덫을 놓습니다. Nanoscience 연구원은 액티브하게, 가열하고 요리를 위한 연료로, 변환 및 더러운 근해를 달성하기 위하여 광합성을 지방화된 햇빛의 예를 들면, 저가 재설계하고 있습니다.7 강화한 AP는, 공정하게 적용하는 경우에, 메마른 경작지에 농작물 생산을 지원하고, 대기 지휘관 수준을 감소시키고2 , 화석 연료, 음식 및 근해 부족에 지정학과 군 긴장을 낮추고 산업 저장을 위한 수소를 만들 수 있었습니다.8

AP는 다중 과학 교과로 교차 통과하는 나노 과학 어드밴스에 의해 몹니다. 보기는 유전으로 설계한 바이러스에 코어 쉘 nanowires에 의해 접붙여진 감광성 분대를 이용하는 근해 산화 시스템을 포함합니다.9,10

2차원 푸리에 변환 전자 분광학 증진은 보여주어, 단 하나 양 계산이 광합성 전자 통로에 의하여 필수적으로 능력을 발휘하고 있다는 것을 동시에 양의 에너지 전달의 효율성 강화를 위한 기계장치를 건의하는 많은 국가를 점을 찍었다는 것을 양 일관성 기계장치, 합성되는 전기를 가을걷이하고11 수행하는 반도체 nanoparticles와 탄소 nanotubes의 mesoporous12 박막 염료 과민한 태양 전지에 의하여 기능을 가을걷이하는 빛이 느끼.13

비 순수한 근해를 가진 중립 PH에 주위 조건 하에서 각자 고치고 그리고 추정되게 작동하는 싼 (비 희소하 금속) 근해 촉매 시스템은 시험되었습니다.14 합성 단백질 (maquettes)는 인공적인 광반응계 및 반응 센터를 위해 기술설계 원리의 시험을 허용하기 위하여 만들었습니다.15

수많은 경쟁적으로 투자한 나노 과학 집중된 AP 연구단은 많은 선진국에서 이미 존재합니다.16 다스명의 유럽인 연구 파트너는 유럽 연합에 의해 지원된 태양 H AP 통신망을 형성합니다. (Caltech)와 (DOE) 로오렌스 버클리 국립 연구소 가주 공과 대학이 지도한 인공적인 광합성 (JCAP)를 위한 에너지 합동 센터의 미국 부에는 태양 연료 체계를 건설하는 5 년 이상 US$122m가 있습니다. 미국 암컷이 투자하는 몇몇 에너지 국경 (NSF) 연구소는 AP에 집중되는 그러나, Caltech에는과 메사츄세스 공과대학에는 광양자 붙잡음과 촉매 효율성을 향상하는 $20 백만 국립 과학 재단 교부금이 있습니다.

간격 계획사업은 각종 조직, 재정 적이고 및 지적 재산 도전을 극복해야 합니다. 인간 게놈 계획사업 HGP를 위한 과학적인 도전은 아마 더 명확하게 정의되었습니다. HGP로 것과 같이, 간격 과제 작업은 확률이 높습니다 분산되기 위하여 융해 에너지 (ITER)에 대한 (CERN) 유럽 기관 원자핵 연구소 같이 1개의 장소 또는 국제적인 계획사업에서 집중되기 보다는 오히려 다른 국가에 있는 다양한 실험실을 통해.

독립 투자한 물리학자 에의한 사용에 CERN의 학습이 (큰 Hadron Collider와 같은) 세계적으로 열립니다 많은 국가가 새로운 장비를 투자하는 있는일지도 모릅니다. ITER는 과학적인 데이터, 조달, 인력을 배치하는 경리를 공유하는 것을 동의해 가입국의 이득을 강조합니다. CERN로 것과 같이, (유럽 우주 기관과 협력하여 미항공 우주국이 투자하는) 허블 우주 망원경은 그들의 데이터의 앞에 관측이 전체 과학계에게 풀어 놓인 후에 어떤 자격이 된 과학자든지 연구 계획안, 년을 보내 성공 지원자를 제출하는 것을 허용합니다.

간격 계획사업에서 기업 관련은 (장비 자원의 공급자 산출의 고객으로) HGP의 최종 단계에서 전시된 공중과 사권 사이 긴장이 주어진 중요한 문제점일 것입니다. 순수한 연구와 제조 자회사로 대규모 국제적인 자금 조달과 기업 파트너가 처음 기세에 필요한 동안, 글로벌 충격 다중 국가에서 기업 및 사단의 포함을 요구하는 SEMATECH (반도체 제조 기술) 비영리적인 협회에게서 학습은, 일지도 모릅니다.

혁명적인 태양 Photoconversion (CRSP)를 위한 센터는 다국적 법인 일원으로 2개의 분리되는 근원에서 공중 자금 조달을 (미국 암컷과 NSF) 관련시킵니다 (를 포함하여 듀퐁, 제너럴 모터스, Konarka, Lockheed Martin, 날가로운 것 및 Toyota). 국제적인 재생 가능 에너지 편성부대를 가진 조화는 그 같은 재생 가능 에너지 (WCRE) (IRENA) 및 EUROSOLAR를 위한 국제적인 재생 가능 에너지 기관 그리고 월드 카운실, 재생 가능 에너지를 위한 비영리적인 유럽 협회 간격 계획사업 규정하는 안정성 및 신뢰성을 위해 중요할 것입니다.

간격 계획사업을 위한 잠재적인 지배 모형은 광합성 연구 (ISPR)의 국제적인 사회에 의하여 가장 큰 동포 AP 계획사업의 지도자와 협력하여 현상에서 점차적인 기동전개, 또는 액티브한 승진 및 조화 관련시킬 수 있었습니다. 열려있 접근 모형은 자금 조달 규칙을 데이터에 공익 허용, 기술 이전, 윤리 및 사회적인 연루 연구 뿐 아니라 급속한 자유 접근 요구하는 볼지도 모릅니다.

public-private 공동체정신 모형은 CRSP로 것과 같이 지적 재산에 비배타적인 면허에 일원의 접근을 관련시킬지도 모릅니다. 국제법을 강조하는 지배 구조물은 손상에서 광합성 또는 AP 기술을 공정하게 밖으로 구르는 의무를 가진 인류 (예를 들면 달, 우주, 심해 침대, 세계 자연 유산 사이트)의 일반적인 유산 보호로 관련시킨 국제 연합 조약의 종류 내의 과도한 특허를 보호할지도 모릅니다.

유지할 수 있는 에너지 그것의 가장 풍부한 근원에서 붙잡고, 변환하고, 탄소 중립 안전한, 저장은, 태양 21세기에 있는 인류를 직면하는 가장 중요한 과학 및 기술적인 도전일지도 모릅니다. 전문 분야 협력 간격 계획사업은 행성 nanomedicine에 있는 결정적인 운동일 수 있었습니다.


참고

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, 저작권 AZoNano.com 토마스 Faunce (오스트레일리아 동포 대학) 교수

Date Added: Dec 1, 2010 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 04:23

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