BScmikrobifiziologia.pdf - Biomérnöki Tanszék - Debreceni Egyetem

SZÉN-DIOXID jelenléte az élővilág számára alapvető jelentőségű. A mikrovilágszénforrásként képes hasznosítani a Föld légkörében kezdettől fogva jelenlevő szén-dioxidot. Ametanogének elektronakceptorként – négy hidrogénmolekula felhasználásával – ATP és kétmolekula víz képződése mellett metánná redukálják. Nemcsak az autotróf ősbaktériumok ésfotoszintézissel élők kötik a széndioxidot ferredoxinnal működő reduktív citromsavciklussegítségével, de az aerob energianyerő folyamatokkal rendelkező szervezetek számára isnélkülözhetetlen bizonyos vegyületek szintéziséhez. — Az oxigén felszaporodása után a piroszőlősav,illetve foszfoenol-piroszőlősav karboxilezése az egyetlen lehetőség az oxidatívcitromsav ciklus feltöltésére minden olyan esetben, amikor a mikroszervezet építőelemeinekképződése a Szent Györgyi-Krebs-ciklust terheli. Az arginin, a piridin és a purin származékokképződése szén-dioxid jelenléte nélkül leáll. A legtöbb aerob mikroba növekedése erősenlevegőztetett táptalajon nem indul meg, csak álló kulturában, mert a membrán kialakulásáhozszükséges zsírsavak (malonil-CoA igény) képződéséhez a légkör parciális szén-dioxidnyomásának egy minimális szintet kell elérnie. Ez nem meglepő, mert nem csak az élővilágkialakulásakor, de még a növényvilág megjelenésekor is, a légkör szén-dioxid tartalma a maiszintet lényegesen meghaladta. Ennek kései emléke, hogy a légkör szén-dioxid tartalmánaknövelése a növények fejlődését segíti.Szén-dioxid gáz [CO 2 ] moltömeg: 44,01 Op: –79 o C {1,56 g/cm 3 }Szublimál:– 78,5 o COldékonysága hideg vízben 171,3 g/liter 0 o C — 90,1 g/liter 20 o CA széndioxid vizes közegben oldódik, hidrolizál, disszociál, és redukálódhatSzén-monoxid gáz [CO] moltömeg: 28.01 Op: –207 o C — Fp: –192 o COldékonysága hideg vízben 3,5 g/liter 0 o C — 20 g/liter 20 o CSzén-szuboxid 0 o C-nál gáz/folyadék[O=C=C=C=O]moltömeg: 68.03 Op: –111.3 o C Fp:+7 o CGyémánt [C] moltömege: 12,01 Sürüsége 3,51 g/cm 3 20 o C Op: 3500 o C Fp: 4200 o CGrafit Sürüsége 2,25 g/cm 3 20 o C Szublimál 3600o CSzén-nanocső:sűrűség 1,33–1,40 gramm/cm 3 Szívósság:570 kJ/kg Szakítószilárdság:63 GPaVezetőképességük 4·109 A/cm 2 , a rézvezetékének több, mint ezerszerese. A rézvezetékekmár 4·106 A/cm 2 -nél elégnek. – Egyedi nanocsövekből már készítettek olyan áramköröket(tranzisztorokat, logikai kapukat), amelyeket újfajta számítógépek készítéséhez lehetfelhasználni. Ily módon 10-15 év múlva, amikor a szilícium áramkörök lehetőségeikhatárához érkeznek, ezeket a szén nanocsőből készített áramkörök helyettesíthetik.Nagyfokú szilárdság, szakítószilárdság, rugalmasság, hajlékonyság, hőstabilitás és igen kissűrűség jellemző rájuk. Az egyfalú szén nanocsövek rendelkeznek valamennyi ismert anyagközül a legnagyobb szilárdsággal, a gyémánténál erősebb C–C kötések miatt.Szakítószilárdságuk igen nagy, 63 GPa. Ez 252-szer nagyobb az ötvözetlen szerkezetiacélénál (250 MPa). 10–15-ször erősebbek a szénszálaknál is. Mivel sűrűségük 1,33–1,40gramm/cm 3 , az alumíniumnál (2,7 gramm/cm 3 ) 2-szer könnyebbek. Ezért könnyűés nagyon erős anyagok előállítását teszik lehetővé.Nagyon rugalmasak, nagy szögben hajlíthatóak károsodás nélkül.Polivinilalkohol segítségével fonallá fonhatók, a szuper erős szálak hossza akár 100 méter islehet. Szívósságuk (az a tömegegységre jutó energia, amit az anyag még szakadás vagy törésnélkül képes elnyelni) 570 kJ/kg, ami hússzor nagyobb a golyóálló mellényekben jelenleghasználatos kevlár, és háromszor nagyobb a legszívósabb természetes anyag, a pókselyemszívósságánál.Hőstabilitásuk igen nagy: vákuumban 2800°C-ig, levegőn 750°C-ig stabilak.10