Бактерії-кіборги можуть бути ключем до комерційно життєздатного штучного фотосинтезу
Кібергенні бактерії
Хоча більша частина життя на Землі залежить від фотосинтезу як джерела енергії, процес має слабку ланку: хлорофіл. Рослини і інші організми використовують зелений пігмент для збору сонячного світла під час фотосинтезу, але він досить неефективний. З цією метою вчені шукали способи модернізації природного фотосинтезу, щоб люди могли більш ефективно захоплювати і використовувати енергію з Сонця.
Тепер, Келсі К. Сакімото, дослідник лабораторії Peidong Yang в Каліфорнійському університеті в Берклі, придумав нову альтернативу природному фотосинтезу: бактерії кіборга, які були навчені покривати себе сонячними батареями, які набагато більше Ефективний, ніж хлорофіл при перетворенні сонячного світла в корисні з'єднання.
«Замість того, щоб покладатися на неефективний хлорофіл для збору сонячного світла, я навчив бактерії вирощувати і покривати їх тіла крихітними напівпровідниковими нанокристалами», - сказав Сакімото в прес-релізі. «Ці нанокристали набагато ефективніші, ніж хлорофіл, і їх можна вирощувати на частку від вартості вироблених сонячних панелей».
Щоб зробити свої кіборг-бактерії, Сакімото нагодував їх амінокислотним цистеїном і елементом кадмію. Потім бактерії синтезували наночастинки сульфіду кадмію (CdS), які ефективно поглинають світло, функціонуючи як сонячні панелі на поверхнях бактерій. Новий гібридний організм, званий M. thermoacetica-CdS, дає корисну оцтову кислоту з світлової енергії, води і CO2 зі швидкістю, що перевищує будь-які джерела природного фотосинтезу.
Сьогодні Сакімото представляє свою роботу на 254-му національному зборах і виставці Американського хімічного товариства (ACS).
Нові матеріали, нові підходи
Людство стикається з постійно зростаючою потребою в альтернативах викопним видам палива, оскільки ми стикаємося з наслідками викидів парникових газів і швидко зростаючим населенням, яке вимагає збереження енергії.
Штучний фотосинтез не є новою концепцією, і система, яка вимагає тільки сонячного світла і простих органічних хімікатів для генерації відновлюваної енергії дешево і чисто зі зрозумілих причин, дуже бажано.
Незважаючи на те, що в цій області був досягнутий певний прогрес, до сих пір пропоноване рішення не було достатньо ефективним, щоб гарантувати комерційне використання.
Бактерії Sakiomoto, однак, працюють з ефективністю більше 80% і є самовідтворюючому і самовідновлюються, що робить цю технологію з нульовими відходами з використанням декількох видів використання. «Після того, як вони покриті цими крихітними сонячними батареями, бактерії можуть синтезувати продукти харчування, паливо і пластмаси, використовуючи сонячну енергію», - пояснив він. «Ці бактерії перевершують природний фотосинтез».
У той час як він визнає, що потрібно більше досліджень, Sakiomoto сподівається, що його бактерії-кіборги можуть виявитися життєздатною альтернативою викопним видам палива, допомагаючи світу виробляти енергію дешевше і чисто.
Література: Eurekalert, Американське хімічне товариство
