Uporaba osmotskega tlaka v tehnoloških procesih

Avtor:

Jan Slunečko

Mentorica:

Sonja Artač

Ključne besede:

osmoza, ioni, izbirno prepustna membrana, osmotsko dvigalo

Povzetek:

V prizadevanju za razvoj zelenih tehnologij z upoštevanjem načel trajnostnega in sonaravnega razvoja že nekaj časa iščemo različne rešitve za zmanjšanje negativnih vplivov na okolje. Eno od zelo aktualnih področij je uporaba alternativnih in zelenih virov energije. Veliko energije porabimo za premikanje bremen. Prišel sem na idejo, da bi poskušal najti način premikanja bremen z uporabo osmoze. Idejo za mojo raziskovalno nalogo sem dobil, ko sem prvič videl rastlino, ki se imenuje “Sramežljiva mimoza” (Mimosa pudica). Zanimal me je njen mehanizem zapiranja in odpiranja listov. Ta mehanizem poskušam prenesti v ustrezno tehnološko rešitev za premikanje bremen – osmotsko dvigalo. Ob vzburjenju rastlina zapre liste in je videti uvenela ali mrtva. Listi se zapirajo od mesta vzburjenja vzdolž po veji v smeri proti steblu. Tej vrsti gibanja pravimo seizmonastično gibanje. Vzburjenje se prenaša z akcijskimi potenciali do specializiranega organa v rastlini, kjer kontraktilni protein in akvaporini (ali sestavni membranski proteini oz. beljakovinski kanalčki) povzročijo premik vode in elektrolitov ven iz celice, kar povzroči spremembo v turgorskem tlaku in posledično zapiranje listov. Tehnična izvedba zajema klasičen osmotski poskus v U cevi, zasnoval pa sem tudi posodo z dvema prekatoma, ki sta ločena s izbirno prepustno membrano. S spreminjanjem temperature, koncentracije ionov oz. molekul ter velikosti površine prehajanja lahko sem želel doseči optimalne pogoje za potek osmoze. Za uporabo osmoze pri premikanju bremen je pomembno, da dosežemo dovolj veliko koncentracijsko razliko za hiter potek osmoze. Rezultati, ki sem jih dobil, so zelo spodbudni, za najboljšo med preizkušenimi raztopinami se je izkazala nasičena raztopina saharoze.