Zakia Baiguzhina
Unbekannte Energie
All science is either physics or stamp collecting.
Ernest Rutherford
Die Bedeutung der Energiegewinnung ist eine Wahrheit, die den meisten klar ist. Alles ist darauf aufgebaut. Die Menschheit hat bereits im Altertum gelernt, Feuer zu machen. Die Bedeutung dieses Ereignisses ist groß. Eine Legende erzählt von Prometheus, wie er das Feuer vom Olymp entführt und den Erdlingen übergeben hat, für die er grausam bestraft wurde.
Die Menschen verwendeten zunächst natürliches Feuer, lernten aber später, es selbst zu bekommen.
Der Wert des Feuers als Energiequelle in der fernen Vergangenheit war groß. Es war möglich, eine Mahlzeit zubereiten. Wärmebehandlung zerstört pathogene Mikroorganismen, Parasiten, was die Lebenserwartung erhöhte. An kalten Wintertagen konnte man sich am Feuer warm halten. Die Vorteile liegen auf der Hand. Auch heute noch wird Feuer mit etwas gemütlichem und komfortablem assoziiert.
Die Nutzung von Kohle, Öl, Gas und Atomenergie ist bereits unsere Realität.
Die Entwicklung der Energiewirtschaft bietet enorme Vorteile. Dank der natürlichen Ressourcen ist das Leben viel komfortabler und einfacher geworden. Jeder von uns fühlt und versteht das gut, wenn zum Beispiel aus einem unbekannten Grund der Strom abgeschaltet wird. Und wieder gibt das schwache Kerzenfeuer Licht, wie es einst in den alten Tagen war.
Es gibt aber auch erhebliche Nachteile bei der Entwicklung des Energiesektors. Die Zusammensetzung der Atmosphäre verändert sich aufgrund der Freisetzung von Schadstoffen, die Menge an Kohlendioxid nimmt zu, was aggressiver ist als Sauerstoff, und „die Lungen“ unseres Planeten: Die Dschungel des Amazonasbeckens, die Wälder Sibiriens, können all dies nicht mehr bewältigen.
Die Menschen haben begonnen zu vergessen, dass wir nur ein kleiner Teil der Natur sind und ein wesentlicher Bestandteil davon sind, und diese Vergesslichkeit kann uns alle teuer zu stehen kommen.
Die Aktivitäten der Menschen führen zu dramatischen Veränderungen in der Welt um uns herum. Es ist gut, dass unsere Gesellschaft jetzt versteht und Alarm schlägt, aber manchmal beschränkt sich der Umweltschutz nur auf Worte, helle Reden, und all dies wird nichts ändern. Was wird jetzt wirklich in diese Richtung getan?
Derzeit werden verschiedene Arten alternativer Energie vorgeschlagen. Die führenden Plätze sind von Windenergie und Solarenergie besetzt.
Der Einsatz von Windkraftanlagen und Sonnenkollektoren ermöglicht es uns in gewissem Maße, die Bevölkerung mit sicherer Energie zu versorgen, die für alle so notwendig ist. Aber diese „umweltfreundlichen“ Arten haben auch ihre Nachteile. Große Flächen werden benötigt, um ausreichend Energie zu erhalten. Jetzt wurde dieses Problem gelöst. Windkraftanlagen und Sonnenkollektoren werden in Küstengewässern installiert, aber dies löst andere Probleme nicht.
Solarenergie hängt vom Wetter, der Tageszeit und der Saisonalität ab, es ist notwendig, die reflektierende Oberfläche regelmäßig zu reinigen, und der Preis für Sonnenkollektoren ist ebenfalls hoch.
Bei der Nutzung von Windenergie wird die kinetische Energie von Luftmassen in der Atmosphäre in verschiedene geeignete Arten davon umgewandelt. Windenergie ist eine unregelmäßige Energiequelle und hängt von der Stärke des Windes ab. Die Ungleichmäßigkeit ist auch mit dem täglichen und jährlichen Erhalt verbunden. Große Windkraftanlagen sind schwer zu reparieren, es ist schwierig, Teile in einer Höhe von mehr als 100 Metern zu ersetzen. Windkraftanlagen erzeugen Lärm und Vibrationen, so dass sie in einem offenen Bereich platziert werden.
Im Winter bilden sich bei starkem Schneefall eisige Wucherungen, und um Windturbinen zurück zu starten, müssen sie mit den gleichen Mitteln aufgewärmt werden, die Naturschützer so heftig kritisieren.
Es stellt sich heraus, dass heute die „grüne Energie“ ist immer noch unzuverlässig.
Also was tun? Es ist notwendig, die technologische Basis in der bestehenden alternativen Energie zu verbessern und vor allem neue Arten von Energiequellen zu entdecken und zu erforschen, die sichersten und zuverlässigsten. Dazu gehören Nanoenergie, eine der Richtungen, von denen Bionanoenergie ist.
Nanoenergie wird es ermöglichen, viele Probleme zu beseitigen, wie zum Beispieclass="underline" sperrige, riesige Kraftwerke, Kesselhäuser, die viele schädliche Substanzen in die Atmosphäre abgeben, Dämme, die schnelle Flüsse blockieren — und all dies wird bereits der Vergangenheit angehören. Das zentralisierte System wird durch eine autonome, punktförmige Stromversorgung ersetzt.
Stellen wir uns eine Stadt der Zukunft vor. Wir werden viele eilige Autos, Linienbusse sehen, aber ohne den erstickenden Rauch. Jeder im Haus, in der Wohnung wird sein eigenes Mini-Elektrizitätswerk haben, bestehend aus einer kleinen Einheit mit mehreren „Batterien“. Nach Ablauf der Zeit warnt ein akustisches oder leuchtendes Signal, dass „eine Batterie“ bereits verbraucht ist und es Zeit ist, sie zu ersetzen. Nachdem wir „die Batterie“ im Geschäft gekauft haben, legen wir sie in das Gerät ein.
Wenn Sie keine Zeit hatten „die Batterie“ auszutauschen, ist dies kein Problem, da die nächste aus dem Block angeschlossen wird und alles wie gewohnt funktioniert.
Aber was ist mit der gebrauchten „Batterie“? Diese "Batterie" kann einfach weggeworfen werden, da sie auf Biopolymeren basiert, die sich im Boden zersetzen und die Umwelt nicht verschmutzen. Aber zum Beispiel werden Blei, Cadmium und Arsen bei der Herstellung von Sonnenkollektoren verwendet.
Bionanoenergie wird riesige Kraftwerke ersetzen können.
Alles klingt natürlich großartig, aber das sind nur unsere Träume, unsere Zukunft. In der Zwischenzeit, heute, brauchen wir jede Energie mit ihren Vorteilen und Nachteilen. Ohne sie ist es schwer vorstellbar, was auf der Erde passieren wird! Das ist allen klar. Dann müssen wir etwas tun. Aber was?
Neue, noch unbekannte Energiequellen zu entdecken und alles Mögliche zu tun, um diese Ressourcen zu finden. Zum Beispiel Nanoenergie und einer ihrer Zweige — Bionanoenergie.
Ein lebendes System ist eine komplexe Struktur. Es ist erstaunlich, wie dieses sich selbst replizierende System autonom existieren und sich selbst mit Energie versorgen kann. Das Lebendige besteht aus Zellen. Ein Komplex von funktionell verschiedenen Zellen, die ein Ganzes bilden, gibt jedem von ihnen Leben wie dem ganzen Organismus.
Wie eine lebende Zelle sich mit der notwendigen Energie versorgt — ist bis zum Ende noch unbekannt. Natürlich ist die Rolle von makroergischen und anderen Molekülen wichtig, aber das ist nicht genug für eine lebende Zelle, für ihre Existenz. Woher bekommt die Zelle dann die Energie? Vielleicht gibt es noch unbekannte Quellen?
Das Hauptmolekül einer lebenden Zelle ist DNA — Desoxyribonukleinsäure. Vielleicht verbirgt sie, was wir suchen?
Die Struktur des DNA-Moleküls ist gut bekannt, und das ist das Verdienst von Francis Harry Compton Crick (1916–2004) und
James Dewey Watson (geboren 1928). Sie veröffentlichten am 25. April 1953 in der Zeitschrift Nature einen Artikel über die räumliche Struktur der DNA.
Die B-Form der DNA kommt hauptsächlich in einer lebenden Zelle vor und hat folgende Struktur.
DNA besteht aus zwei antiparallelen Polynukleotidketten, die spiralförmig um ihre Achse verdreht sind.
An der Peripherie des Moleküls befinden sich Kohlenhydrat-Phosphatketten mit stickstoffhaltigen Heterocyclen im Inneren. Die Zusammensetzung der DNA umfasst vier stickstoffhaltige Basen: Purinen — Adenin und Guanin, Pyrimidinen — Thymin und Cytosin. Aber es gibt Ausnahmen, zum Beispiel, einige Viren haben ein anderes Derivat von Pyrimidin — Uracil.
Die stickstoffhaltigen Basen der einen Parallelkette verbinden sich mit einer bestimmten Base der anderen, gemäß der Chargaff-Regeclass="underline" Adenin verbindet sich mit Thymin, Guanin mit Cytosin.