462

خميرة الخبز تســــــ تعتبر الأسبرين والمورفين وبعض العلاجات الكيميائية هي أمثلة على الأدوية المشتقة من المركبات الطبيعية التي تنتجها النباتات. وعادةً ما يبدأ فهم كيفية إنشاء النبات لمثل هذه المركبات بتحليل النســخ النباتيــة لتحديد مــا يصل إلى مئات الجينات التي يمكن أن ترمز للإنزيمات التي تعمل معًا لتسهيل الإنتاج. يجب بعــد ذلك توصيف كل جين كيميائيًا حيويًا باستخدام ركائز وظروف تفاعل محــددة - وهي مهمة شــاقة ومكلفة تخنق عملية الاكتشاف. وفي هذا الاتجاه قام الباحثين من جامعة كورنيل بتسخير قوة خميرة الخباز لإنشاء نهج فعال من حيث التكلفة وعالي الكفاءة لكشف كيفية تصنيع النباتات للمركبات الطبية، واستخدموا طريقة جديدة لتحديد الإنزيمات الرئيسية في شجرة القرطوم. دقيقة للغاية تعرف باسم ألياف الأميلويد ، بحيث يتم استخدام ألياف amyloid fibrils الكيراتين هذه في غشاء خلية الوقود ، ويؤدي ذلك الــى ان تولد خلايا الوقود كهرباء خالية من ثاني أكسيد الكربون من الهيدروجين والأكسجين، ولا تطلق سوى الحرارة والماء. ويضيف بيان المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيــا ، انه يمكــن أن يلعب هذه الاكتشاف الجديد ، دورا هاما كمصدر للطاقة المستدامة في المستقبل، إذ ان في قلب كل خلية وقود يوجد غشاء نصف نافذ، والذي يسمح للبروتونات بالمرور لكنه يحجب الإلكترونات، مما يجبرها على التدفق عبر دائرة خارجية من الأنود سالب الشحنة إلى الكاثود المشحون إيجابيا، وبالتالي إنتاج تيار كهربائي. ووفقا للبيان الصادر من المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا، فانه في خلايا الوقود التقليدية، يتم تصنيع أغشية خلايا الوقود حتى الآن باستخدام مواد كيميائية شديدة السمية، وهي باهظة الثمن ولا تتحلل في البيئة. الا ان الغشــاء الذي طوره باحثو المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا وجامعة نانيانغ التكنولوجية ، مصنوع بشكل أساسي من الكيراتين البيولوجي، وهو متوافق بيئيًا ومتوفر بكميات كبيرة ، حيث ان ريش الدجاج من الكيراتين، وبالتالي 90 يتكون من ٪ فان هذا يعني أن الغشاء المُصنّع في المختبر أرخص من الأغشية التقليدية. ، Raffaele Mezzenga يقول رافاييل ميزنجا أستاذ الأغذية والمواد اللينة في المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا زيوريخ: “لقد كرست عددًا من السنوات للبحث عن طرق مختلفة يمكننا من خلالها استخدام مخلفات الطعام في أنظمة الطاقة المتجددة بدون أي اضرار بالبيئة والصحة العامة “. فوائد الغشاء الجديد هناك تحديات أخرى يجب التغلب عليها قبل أن يصبح الهيدروجين مصدرًا مستدامًا للطاقة، وفي هذا الصدد يقول ميزنجا: “ان الهيدروجيــن هو العنصر الأكثر وفرة في الكون، ولكن لسوء الحظ ليس على الأرض، وبما أن الهيدروجين لا يوجد هنا في شــكله النقي، فلا بد من إنتاجه، الأمر الذي يتطلب قدرا كبيرا من الطاقة، ومن ناحية أخرى فانه يمكن للغشاء الجديد أن يخدم بشكل جيد في المستقبل، لأنه يمكن استخدامه ليس فقط في خلايا الوقود، ولكن أيضًا في تحليل الماء، ففي عملية تُعرف باسم التحليل الكهربائي، يتم تمرير تيار مباشر عبر الماء، مما يتسبب في تكوين الأكسجين عند الأنود المشــحون بشحنة موجبة، بينمــا يهرب الهيدروجين عند الكاثود سالب الشحنة، فالماء النقي ليس موصلًً بدرجة كافية لهذه العملية وغالبًا ما يتطلب إضافة الأحماض. ومع ذلك، فإن الغشاء الجديد نافذ للبروتونات، وبالتالي يتيح انتقال الجســيمات بين الأنود والكاثود الضروري لتقسيم الماء بكفاءة، حتى في الماء النقي. وستكون الخطوة التالية للباحثين هي التحقق من مدى استقرار ومتانة غشاء الكيراتين لديهم، وتحسينه ■ إذا لزم الأمر” المصادر: البيان الصادر من المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا Generating clean electricity with chicken feathers https :// ethz . ch / en / news - and - events / eth - news / news / 2023 / 10 / generating - clean - electrici� ty - with - chicken - feathers . html الدراسة المنشورة في مجلة الجمعية الكيميائية الامريكية اى ســي اس ابلايــد ماتيريلز اند انترفيسيز Renewable Energy from Livestock Waste Valorization : Amyloid - Based Feather Keratin Fuel Cells https :// pubs . acs . org / doi / 10 . 1021 / acsa� mi . 3c10218 مرصد البيئة 48 2023 ) - نوفمبر 462 العدد ( الجمعيةالكويتيةلحمايةالبيئة مرصد البيئة