Recycelte Urin macht bunte Quantum "Pee-Dots"


Ein Abfall des Mannes ist ein anderer Mann Schatz, und dazu gehört auch ein Mann (oder Frau) Urin. Wissenschaftler haben herausgefunden, wie man Ihre pinkeln in winzigen halbleitenden Nano verwandeln Kristalle haben sie genannt "Pipi-Quantenpunkte."

Quantenpunkte gibt es schon seit etwa 1990. Wenn Sie einen Silizium-Wafer und Schnitt es in Hälfte immer und immer und immer wieder bis alles, was blieb eine teensy Dot 100.000 oder so Atome gebildet war – Herzlichen Glückwunsch, du hättest einen Quantenpunkt. Sie sind so winzig, dass Milliarden davon auf einen Stecknadelkopf passen könnte. Je kleiner, desto besser, Punkte denn es ist diese sonderbare Quanteneffekte, die bei kleineren Maßstäben diesem geben Quantum in treten ihrer überlegenen elektrischen und optischen Eigenschaften.

Die Nano-Kristalle leuchten hell, wenn sie durch Licht gezappt werden und Größe bestimmt genau welche Farbe von Licht emittieren ein bestimmter Punkt. Je größer der Punkt, desto röter das Licht strahlt es; das Licht wird immer kürzer Wellenlänge und höhere Energie, wie die Punkte schrumpfen. Dies gibt Quantenpunkte eine Eigenschaft namens "Einstellbarkeit." Wissenschaftler Liebe Einstellbarkeit, weil es, dass Sie ziemlich genau zuschneiden können Ihre Quantenpunkte bedeutet, ab welcher Frequenz von Licht nur durch ihre Größe zu verändern soll, zu geben.

Ein Roman, ein-Schritt-Verfahren für das recycling von Urin in Quantenpunkten ist detailliert in einem Papier zur Veröffentlichung in der Zeitschrift Green Chemistryangenommen. Es ist nicht so blöd wie es klingt, sagte Hauptautor Gary Baker von der University of Missouri-Columbia Gizmodo per e-Mail. Mit "bis radelte" Urin als Basismaterial zu machen ein fester Bestandteil der grünen Chemie immer ist. Schweden, Finnland und den Niederlanden experimentieren bereits mit "Pipi" Radfahren Bemühungen. Urin macht auch einen super Dünger.

Der Harnstoff ist die wichtigste Zutat, da es so ein Stickstoff reiche Quelle von Kohlenstoff ist. "Es ist die am weitesten verbreitete organische Arten im menschlichen Urin, und es ist eine gute Vorstufe zur Herstellung von Kohlenstoff," sagte er. Mit einer Flüssigkeit, anstatt eine solide Quelle bedeutet, dass Sie schwere Verarbeitungsschritte umgehen kann, außerdem gibt es keine Notwendigkeit für chemische Reagenzien oder Spezialausrüstung.

Ioannis Ieropoulos und seine Kollegen am Bristol Robotics Laboratory gebaut im Jahr 2011 Brennstoffzellen, die auf recycelten Urin laufen und dann nutzte sie, um Handys zwei Jahre später. "Es gibt nicht mehr eine Notwendigkeit zu teuer oder schwierig Ausgangsstoffe zu generieren [Quantenpunkte] denken," sagte Ieropoulos Chemistry World über die Bedeutung von Baker Et al.Forschung. "Man braucht nur Urin." Andere Gruppen haben Quantenpunkten aus Lebensmitteln wie Brot, Karamell, Cornflakes, Fruchtschalen, Bier, Tee und Kaffeesatz isoliert.

In der Tat kann so ziemlich alles, was Kohlenstoff enthält zur Quantenpunkte zu machen. Das ist wie Baker Et Al. die Idee kam an erster Stelle. Er war im Chat mit seinen Doktoranden über verschiedene mögliche Kohlenstoff Vorläufer, und natürlich, da Grad Student Humor, das Gespräch wandte sich an Urin. So Quanten "Pipi-Punkte" geboren wurden.

Physiker wusste bereits konnte Sie dopen Quantenpunkte mit Stickstoff oder Schwefel, zum Beispiel, und damit ihre elektronischen und optischen Eigenschaften verändern. Aber Baker und seine Schüler waren überrascht, dass "Pipi-Punkte" zu reflektieren, was Sie essen. Bestimmte Nahrungsmittel werden die Punkte Größe ändern, so ändern die Farbe des Lichts emittieren sie.

Insbesondere Vitamin C nur geschieht, ein handliches Kohlenstoffquelle zu sein und ist leicht aus dem Körper über den Urin ausgeschieden. Und Verzehr von Spargel ist weithin bekannt, den Geruch von Pisse bei manchen Menschen, dank der Anwesenheit von Schwefel in das Gemüse zu ändern. (Wie Marcel Proust 1913 beobachtet, "verwandelt Spargel mein Nachttopf in eine Flasche Parfüm." Die meisten Menschen finden nicht den Geruch angenehm.)

Bakers Schüler bot sich tapfer als Testperson, verbraucht ein ganzes Pfund Spargel in einer einzigen Sitzung, leicht gedämpft. Der arme Kerl durfte zumindest ein kleines Stückchen Butter, den Spargel gehen zu helfen. Und es gab eine unverwechselbare Wirkung auf die daraus resultierenden Schwefel-dotierte "pinkeln-Dots,", obwohl es nicht die optische Eigenschaften zu verändern, wie sie gehofft hatte. (Gab es auch spekulativere Hinweise darauf, dass die daraus resultierenden "Pee-Punkte" Hinweise auf den Gesundheitszustand des Spenders bieten können, aber das erfordert auf jeden Fall weiteren Untersuchungen.)

Da sie wasserlöslich und chemisch inert sind, sind Quantenpunkte biokompatibel. So sind sie eine vielversprechende Ersatz für die organische Farbstoffe verwendet, um die reaktiven Substanzen in Biosensoren markieren – Sie wissen, die Art, die aufleuchten, wenn eine schädliche Toxin vorhanden ist. Aber die Farbstoffe verschlechtern sich rasch, begrenzen ihre Nützlichkeit. Quantenpunkte nicht beeinträchtigt werden, dass viel, und sie in ein breiteres Spektrum an Farben für eine gute Maßnahme kommen.

Thats, warum Bakers Team testete ihre "Pipi-Punkte" von Bioimaging Mauszellen (Bild oben). Er hofft auch, dass die "Pipi-Punkte" bei Teststreifen zur Überwachung der Wasserqualität nützlich sein könnte. Andere vielversprechenden Anwendungen für Quantenpunkte sind mit ihnen für Licht, Ernte, Katalyse, Solarzellen und LEDs, inklusive LEDs in Fernsehern verwendet. Es gibt bereits ein Prototyp Quantenpunkt TV wie Wired im Januar dieses Jahres berichtet.

Baker, glaubt nicht, dass Leute nur startet mengenproduzierenden Quantenpunkte aus recycelten Urin jederzeit schnell, aber er ist zuversichtlich, dass diese Art der Forschung helfen könnte die öffentliche Einstellung zum besseren Umgang mit Energie und Ressourcen zu beeinflussen. "Wenn man einmal über die"Ick"-Faktor, die Trennung von flüssigen und festen Abfällen nicht als große Herausforderung, wie es zuerst erscheint," sagte er.

Referenzen:

Ekimov, A.I. und Onushchenko, A.A (1981) "Größe Quanteneffekt in dreidimensionale mikroskopische Halbleiter-Kristalle," JETP Letters 34:345-349.

Essner, j.b. Et Al. (2015) "Pee-Punkte: biokompatible fluoreszierende Kohlenstoff Punkten abgeleitet aus der neuesten Radfahren von Urin," Green Chemistry [Advance Artikel, veröffentlicht online-21. September 2015].

Ieropoulos, I., Greenman, J. und Melhuish, C. (2012) "Urin Auslastung durch mikrobiellen Brennstoffzellen; Energie-Kraftstoff für die Zukunft" Phys. Chem Chem Phys. 14: 94-98.

Ieropoulos, I., Et Al. (2013) "Abfall zu realen Energie: die erste MFC powered Handy," Phys. Chem Chem Phys. 15: 15312-15316.

Liao, H. Et Al. (2015) "2 fluoreszierende Nanopartikel aus mehreren kommerziellen Getränke: ihre Eigenschaften und Einsatzmöglichkeiten für Bioimaging," J. Agric. Food. Chem 63: 8527.

[Via Chemistry World]

Bilder: (von oben) Quantenpunkte in vielen Farben gefertigt von PlasmaChem Gmbh. Quelle: Benutzer: Antipoff / Wikimedia. (unten) Gary Baker Et al./University of Missouri/Columbia.

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