Organisches thermoelektrisches Phasenwechselmaterial

Also entwarf ich einige Aliens, die kältere Luft ausatmen, die sie einatmen, und eine Person gab mir einen wirklich tollen Vorschlag, indem sie Phasenwechselmaterialien in der Zusammensetzung der Kreatur verwendete, um die Wärme aus der Luft zu absorbieren. Als ich mich mit Phasenwechselmaterialien befasste, sah ich, dass GeSb 2 Te 4 ist eine, die auch Daten enthalten kann (nicht sicher, ob das nützlich wäre oder nicht), aber mein Denkprozess war, hey, Germanium ist Kohlenstoff ähnlich, und wenn Silizium Kohlenstoff ähnlich ist und in einige Mikroorganismen eingebaut werden kann, kann Germanium dies möglicherweise tun. während sie mit den anderen beiden Elementen verbunden sind, um die Phasenwechselkreatur zu ermöglichen.

Also meine Frage ist kann GeSb 2 Te 4 als Grundlage für eine Biochemie verwendet werden, um dieses Ziel vernünftig zu erreichen, und wenn nicht, wäre dies eine bessere Alternative (vorzugsweise unter Verwendung von Kohlenwasserstoffen)?

Sie verwechseln Konzepte: Nicht alle kohlenstoffhaltigen Moleküle sind organisch, nehmen Sie Kalkstein CaCO3. Gleiches gilt für dein Material....
@Renan Kein Betrüger, dies ist eine Folgefrage, die auf eine bestimmte Verbindung abzielt.
@kingledion Ich verstehe. Ich habe meine enge Abstimmung zurückgezogen und werde für eine Wiedereröffnung stimmen, wenn diese geschlossen wird.

Antworten (3)

Verwenden Sie Wassereis

Seine Energie gewinnt dieses Lebewesen durch den Seebeck-Effekt : Durch einen Temperaturunterschied bewegen sich verschiedene Stromträger auseinander. Die Träger würden dann an beiden Enden neutralisiert; Beispielsweise werden NADPH und ATP durch die kombinierte Spannung eines thermoelektrischen Stapels erzeugt. Das Material wird dann für Dinge wie die Kohlenstofffixierung und die Produktion von Zucker oder für die Bewegung verwendet.

Die Kreatur würde an einem Ort mit einem sehr hohen Temperaturgradienten leben oder in der Lage sein, viel Eis auf einmal zu tragen.

Einer dieser Orte sind die Enden und Seiten von Gletschern. Die Kreatur würde sich nachts an Gletschereis fressen, sich vom Gletscher entfernen und dann diese gespeicherte kalte Energie verwenden, um nutzbares NADPH und ATP durch den Seebeck-Effekt aus dem Einatmen warmer Luft zu erzeugen. Das Eis schmilzt und kühlt die Luft, die durch die Kreatur strömt, dann wird der Temperaturunterschied zur Energieerzeugung genutzt.

Die Wahrnehmung, dass diese Kreatur kälter ausatmet als einatmet, wäre eine Illusion, denn in den wärmeren Regionen, wenn diese Kreaturen tagsüber zur Energiegewinnung herauskommen, werden sie am ehesten gesehen, gejagt oder gefühlt.

Ich glaube nicht, dass das, was Sie vorschlagen, thermodynamisch möglich ist.

Wenn sie kühler als die Luft sind, ja, können sie sogar Energie aus der Differenz aufnehmen, und beide enden nahe einer Zwischentemperatur.

Aber wenn sie die gleiche Temperatur haben (oder noch schlimmer, eine höhere), sollten sie Energie aufwenden, um die Luft kühler zu machen. Sie kämpfen gegen die Gleichgewichtstendenz. Wenn sie also die Luft kühler als zuvor ausstoßen, sollten sie eine andere Energiequelle (wie Chemikalien) verbrauchen und dann noch heißer werden.

Deshalb verbraucht Ihre Klimaanlage Strom, anstatt ihn zu gewinnen.


Bearbeiten: Bei hoher Temperatur gibt es keine nutzbare Energie , sondern bei Temperaturunterschieden (siehe thermoelektrischer Effekt als Beispiel). Und Sie können es verwenden, wenn durch Wärmeaustausch Temperaturen ausgeglichen werden. Um Energie aufzunehmen, sollten die beiden Körper also zu einer mittleren Temperatur tendieren:

Thermisches Gleichgewicht Temperatur im Laufe der Zeit

Es gibt also zwei Möglichkeiten, Energie zu absorbieren:

  1. Die lebende Form ist heißer als die Luft, und beide enden näher an einer mittleren Temperatur. Nehmen wir an, die lebende Form hat 38 ºC (und produziert Wärme) und die Luft hat -10 ºC. Irgendwann können sie 35 ºC haben und die Luft 0 ºC, und wenn sie weiterhin Wärme austauschen, bis 32 ºC und 10 ºC, und so, bis beide die gleiche Temperatur haben (die Zahlen sind nicht unbedingt realistisch). Das ist nicht Ihr Szenario, denn die Luft wird heißer, nicht kälter.
  2. Die lebende Form ist kälter als die Luft. Ist das Gleiche, aber die Körper werden zurückgesetzt. Das sieht eher nach Ihrem Szenario aus, weil die Luft kälter wird. Aber die lebende Form sollte kälter sein als die Luft zuvor und am Ende heißer als zuvor (aber normalerweise nicht heißer als die Luft).

Die Probleme bei Fall 2 sind:

  1. Sie sollten kälter als Luft sein, bevor sie geboren werden, was etwas Energie impliziert (gleiche oder viel Energie wie absorbiert). Woher kam diese Energie?
  2. Irgendwann erreichen sie Lufttemperatur und können keine Temperatur mehr austauschen.

Erweitern Sie 2, OPTIONEN .

  • Wenn Sie den Phasenwechsel priorisieren, können Sie dies tun, indem Sie:
    • Direkte Umwandlung von chemischer Energie (Nahrung) in Wärme .
  • Wenn Sie kühler Luft Vorrang einräumen, können Sie dies tun, indem Sie:
    • Anforderung an die Enzymkonservierung . Ich stelle mir ein Wesen vor, das sich ursprünglich an einem kalten Ort entwickelt, dann aber an jedem Tag an wärmeren Orten zu leben begann (Bewegungsdruck, vielleicht weil die Nische voll war, vielleicht wegen des Klimawandels). Aber einige sehr wichtige Enzyme können sich nicht leicht entwickeln, um sich an neue Temperaturen anzupassen, also entwickeln sie sich, um eine kältere Temperatur an einigen Stellen ihres Körpers aufrechtzuerhalten, was viel Energie kostet und andere Teile ihres Körpers erwärmt.
    • Anpassung an zwei Klimazonen : Ähnlich wie zuvor, aber die Kreatur lebt immer noch an kalten Orten und muss von Zeit zu Zeit an wärmere Orte ziehen. Das erklärt, warum die Evolution Niedrigtemperaturenzymen Vorrang einräumt, aber einen Mechanismus erfordert, der es ausnahmsweise ermöglicht, bei "extremen" (für ihre Natur) Temperaturen zu leben. Ein kalter Ort kann sogar der Raum sein, obwohl es komplexer ist *.
    • Eine seltsame chemische Notwendigkeit niedriger Temperaturen, wie diese hier . Wenn sie sich bei niedriger Temperatur entwickeln. Statt dessen wäre es schwierig, dies zu ändern, wenn sie ein kritisches System haben/diese Art von Reaktion verwenden müssen.
    • Andere Gründe für Kältebedarf: Vielleicht hat es einen Angriffsmechanismus zum Einfrieren ihrer Beute und / oder ihres Verteidigungsmechs. zum Einfrieren ihrer Raubtiere.
  • Wer beides priorisieren will, muss auf Science Based verzichten .
Nun, das Ziel ist ein kaltblütiges Wesen, das die Wärme aufnimmt und in kinetische Energie für lebenserhaltende Prozesse umwandelt, wodurch die Luft, die es ausatmet, kälter wird
@ user45751 Ich erweitere meine Antwort, um sie zu verdeutlichen.
@ESL könnte die Kreatur nicht zusätzliche Energie für ihre Kühltätigkeit aufwenden, zB Energie aus Nahrung?
Ja. Wie ich erkläre, sollten Sie Energie aufwenden, um den Temperaturunterschied zu erhöhen. Aber es entspricht nicht der OP-Anforderung. Ich werde mit Optionen erweitern.

Du willst eine bessere Alternative? Hier ist eines, das eigentlich (technisch) ein Kohlenhydrat ist; Ethylenglykol . Unter anderem wird es in der modernen Gesellschaft hauptsächlich als Kühlerkühlmittel verwendet, was sich, wenn man es genau nimmt, so anhört, wie man es von einem Phasenwechselmaterial erwarten würde.

Darüber hinaus ist es auch eine Hauptzutat für einige "intelligente" PSMs , wie Ihr auf Germanium basierendes.

Es gibt nur einen Haken; es ist giftig für Menschen. Eigentlich sehr giftig. Das bedeutet, dass es eine Biochemie geben müsste, die sich wesentlich von der menschlichen Physiologie unterscheidet, damit dieses Zeug in einem lebenden Körper funktioniert, aber es ist aus mehreren Gründen wahrscheinlicher als Ihr Germanium;

1) Verfügbarkeit der Elemente
Einer der Gründe, warum das Leben auf der Erde auf Kohlenstoff basiert, ist, dass es im Universum viel Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Eisen usw. gibt. Da es sich um häufig vorkommende Elemente handelt, ist es viel wahrscheinlicher, dass Leben auf Kohlenstoffbasis entsteht, wenn sich Leben im Universum bilden kann, als (sagen wir) auf Silizium- oder Germaniumbasis. Das bedeutet, dass Ethylenglykol (als CHO-Verbindung) eher auf einem anderen Planeten existiert oder sich natürlich bildet als eine Verbindung, die Germanium enthält, insbesondere in Mengen, die eine große und blühende Biomasse erhalten können.

2) Verbindungen V. Elemente
Einfach gesagt, man kann in Bezug auf die Materialvielfalt verdammt viel mehr erreichen, wenn man sich auf Verbindungen konzentriert, anstatt neue Elemente einzuführen. Wenn Sie sich die meisten Medikamente und anderen Substanzen ansehen, die einen wesentlichen Einfluss auf unsere Gesundheit und / oder unser Verhalten haben, sind ziemlich viele von ihnen CHNO-Verbindungen oder eine Untergruppe davon. Dies liegt daran, dass unsere Physiologie diese Elemente bereits in verschiedenen Verbindungsformationen verwendet, sodass die Medikamente oder anderen Substanzen bereits darauf ausgelegt sind, mit unserer internen Chemie zu interagieren. Die Einführung neuer Elemente in eine kohlenstoffbasierte Lebensform funktioniert nur, wenn diese Elemente mit CHNO-Verbindungen interagieren können, um etwas noch Neues zu schaffen.

Damit; Was Sie vorschlagen, könnte funktionieren und könnte tatsächlich ein Energieextraktionssystem auf einem Planeten sein, auf dem keine Photosynthese existiert. In einem solchen Fall benötigt Ihr Geschöpf Energie und kann diese möglicherweise sogar direkt aus der Atmosphäre eines heißen Planeten beziehen. In einem solchen Fall basiert die Physiologie möglicherweise nicht einmal auf chemischer Energie in der herkömmlichen Form, sondern möglicherweise auf einer internen exothermen Reaktion, die dem Ethylenglykol die Wärme entzieht, was bedeutet, dass es nur „Nahrung“ für die Ernährung benötigt, nicht für Energie.

Als solches kann ich zum Beispiel eine solche Kreatur auf der Oberfläche der Venus sehen, wo die Hitze und der Druck eine herkömmliche Pflanze töten könnten, aber eine solche Kreatur wie diese könnte höher in der Stratosphäre existieren und die Wärmeenergie um sie herum in einen inneren Körper umwandeln Energie und verbraucht dann alle Nährstoffe, die es benötigt, aus derselben Wolkenformation.

Glaubst du, dieses Modell könnte für eine bewusste Kreatur funktionieren und nutzt stattdessen diese Fähigkeit, um in kalten Klimazonen zu funktionieren, während sie kaltblütig ist?
Ich dachte für seine Art von Kreatur an einen Planeten mit seltsamen Temperaturen, der beide Temperaturextreme aufweisen kann, sodass diese Anpassung in der Kreatur es ihm ermöglicht, zu überleben, während er kaltblütig ist
Meinst du das würde funktionieren?
Ich kann mir nicht vorstellen, dass diese Fähigkeit in kalten Klimazonen funktioniert, da der Wärmeaustausch dort sehr ineffizient wäre. Es gibt überhaupt nicht viel Wärme, die man aus der Atmosphäre ziehen kann. Kalt- und Warmblüter funktionieren für uns, weil wir exotherme Reaktionen verwenden, um Energie aus der Nahrung zu ziehen, aber in diesem Fall sehe ich das Modell eher als eine Möglichkeit, latente Energie aus der Umgebung zu ziehen, wo Wärme reichlicher ist als chemische Energiespeicher. Die Kreatur hätte wahrscheinlich eine mit Ethylenglykol gesättigte Hautschicht, die dann ihre inneren Zellen „ernährt“.
Aber könnte dies für eine Kreatur funktionieren, die die Temperatur der Luft, die sie ausatmet, reduziert?
Heikel. Obwohl ich der Antwort von ESL in dieser Hinsicht eher zustimme, kann ich sehen, dass Sie möglicherweise ein PCM verwenden können, um Wärme zu absorbieren, die dann vom Organismus als Energie verwendet werden könnte, aber der Standpunkt von ESL zur Gleichgewichtstemperatur ist in diesem Fall überzeugend. Kaltblüter sind in der Hitze aktiver, weil ihr Körper die latente Wärme bis zum Ausgleich aufnimmt und deshalb weniger Nahrung benötigt als Warmblüter. Um nichts zu essen, würde Ihre Kreatur kühlere Luft ausatmen, weil sie einen Teil der latenten Wärme absorbiert hat, aber nur auf einer heißen Welt.
Nun ja, ich suche nur nach etwas, um das glaubwürdiger aussehen zu lassen, und wenn das normale Erdklima im Vergleich zu ihrem natürlichen Klima heiß ist, funktioniert das vielleicht, danke übrigens für deine Hilfe und die coole Photosynthese Ersatz Idee