Poprzez połączenie syntetycznego DNA z mikroskopijnymi cząsteczkami, Yuran Zhang i zespół specjalistów z zakresu energii geotermalnej mają nadzieję na lepsze wykorzystanie tego szeroko dostępnego na całym świecie, aczkolwiek częstokroć pomijanego czystego źródła energii.

Energia geotermalna to ciepło pochodzące z wnętrza Ziemi. Jest ono pozyskiwane i wykorzystywane do generowania energii elektrycznej. De facto, ciepło przemieszcza się przez skomplikowaną i nieregularną sieć pęknięć oraz szczelin, znajdującą się głęboko pod powierzchnią ziemi, co sprawia, że inżynierowie zajmujący się geotermią muszą posiadać szczegółową wiedzę na temat geologii podłoża i umiejscowienia oraz orientacji tych struktur. Właśnie w tym miejscu w obszar geotermii wkracza DNA oraz zaawansowana nanotechnologia.

„W chwili obecnej sieci szczelin, będące rezerwuarem ciepła, są wciąż słabo poznane, mimo progresu w obszarze obrazowania sejsmicznego, testowania przy użyciu znaczników, a także innych technologii obrazowania oraz detekcji”, twierdzi główna autorka badań – Zhang – absolwentka Wydziału Nauk o Ziemi, Energii i Środowisku Uniwersytetu w Stanford.

„Nano-wskaźniki są w stanie przenosić znacznie więcej informacji na temat źródła, od rozkładu temperatury po geometrię szczelin”, dodaje Zhang.

Naukowcy zajmujący się medycyną przeprowadzili eksperymenty z użyciem leków zamkniętych w kapsułkach nanocząsteczek, które mogą przemieszczać się wewnątrz ludzkiego ciała i  rozpuszczać bądź otwierać w danej temperaturze. Chociaż temperatury we wnętrzu Ziemi są znacznie wyższe, geotermalne nano-wskaźniki zasadniczo działają w ten sam sposób, umożliwiając naukowcom stworzenie dokładniejszej mapy podpowierzchniowych źródeł ciepła.

Gdy inżynierowie wprowadzają znaczniki do wnętrza pola geotermalnego w celu stworzenia jego mapy, dokonują tego w wielu miejscach rozmieszczonych na względnie dużym obszarze. W chwili obecnej, kiedy cząsteczki wędrują z powrotem w górę innych szybów, jest praktycznie niemożliwym określenie, z którego szybu przeniknęły pierwotnie. To z kolei ogranicza informacje potrzebne do efektywniejszego wykorzystania energii geotermalnej.

„Przyłączenie DNA do tych nano-wskaźników w dużej mierze rozwiązuje powyższy problem”, mówi Zhang. „DNA ma prawie nieskończoną liczbę sekwencji. Poprzez zakodowanie poszczególnych serii wskaźników  unikalnym oznakowaniem DNA, możliwe jest uzyskanie znacznie wyraźniejszego obrazu rozkładu temperatury oraz geometrii szczelin i pęknięć”.

Opracowanie: Julita Zapilaj

Źródło: GLOBEnergia Plus 7/2016


Cały artykuł dostępny w aplikacji mobilnej GLOBEnergia Plus!

POBIERZ DARMOWĄ APLIKACJĘ MOBILNĄ GLOBEnergia Plus i czytaj cały artykuł!

appstore        google play