Reklama

27. 6. 2019  |  Aktuality  |  Autor: oEnergetice.cz - Eduard Majling

Američtí vědci vyvinuli hybridní nanoorganismy, které za pomoci světla mění CO2 na paliva a plasty

Vědci z americké univerzity vyvinuli nové hybridní nano-bio organismy, které dokáží s využitím slunečního záření přeměňovat oxid uhličitý a dusík ze vzduchu na různé plasty či paliva. 

Podle vědců by tato technologie mohla jednoho dne nahradit výrobu plastů a paliv z fosilních zdrojů.

Hybridní organismus vědci vytvořili vpravením nanokrystalu, takzvané kvantové tečky, do buněk mikrobů. Tyto kvantové tečky reagují na světlo a stimulují mikroorganismy k „požírání“ oxidu uhličitého a dusíku, které přeměňují na různé produkty včetně biologicky rozložitelných plastů, benzinu, bionafty či amoniaku.

Projekt byl zahájen v roce 2013, kdy vedoucí projektu a pracovník katedry chemického a biologického inženýrství na univerzitě CU Boulder Prashant Nagpal začal se svými kolegy prozkoumávat potenciál kvantových teček. 

Kvantové tečky jsou miniaturní polovodiče, které mohou být vpraveny do živých buněk, ve kterých se naváží na požadované enzymy. Tyto enzymy mohou vědci skrz kvantové tečky pomocí světla o různých vlnových délkách následně aktivovat.

„Tato inovace je jasným svědectvím o síle biochemických procesů. Díváme se na techniku, která by mohla vylepšit zachycování CO2 pro boj s klimatickými změnami a jednoho dne by dokonce mohla potenciálně nahradit uhlíkově náročnou výrobu plastů a paliv,“ uvádí vedoucí projektu Prashant Nagpal.

Pro stimulaci mikrobů stačí světlo

Nagpal a jeho tým se tak zaměřili na možnost využití kvantových teček pro stimulování konkrétních enzymů uvnitř buněk mikroorganismů, které jsou teoreticky schopné přeměňovat oxid uhličitý a dusík obsažené ve vzduchu, ale přirozeně tak z důvodu absence fotosyntézy nečiní.

Vpravením speciálně navržených kvantových teček do mikrobů, jež se běžně vyskytují v půdě, se výzkumnému týmu podařilo absenci přirozené fotosyntézy překonat. Mikroorganismy následně reagovaly i na malé množství nepřímého slunečního záření.

„Každá buňka vyrábí miliony těchto chemikálií a ukázali jsme, že by mohly překonat svou přírodní výnosnost o téměř 200 %,“ říká Nagpal.

Mikroorganismy, které vědci umístili do vody, následně vypouštěly bioprodukty na vodní hladinu, odkud mohou být sbírány a následně použity v průmyslové výrobě. 

Výsledný produkt závisí na kombinaci typu použitých kvantových teček a vlnové délky záření. Zatímco vlnové délky v zelené části spektra stimulují bakterie k výrobě amoniaku, při červených vlnových délkách požírají CO2 a produkují plasty.

Mikroby-premenuji-CO2-na-biopaliva-a-bioplasty.jpg

Upravené mikroby vyrábí z CO2 ve vzduchu bioplasty či biopaliva. Zdroj: Nagpal Lab / University of Colorado Boulder

Technologie vhodná pro masové nasazení

Tato technologie by podle vědců mohla být nasazena i ve větším měřítku. Studie totiž ukázala, že i když byly „mikrobiální továrny“ aktivovány po dobu několika hodin, vykazovaly pouze nízkou úroveň únavy či vyčerpání, což naznačuje, že se buňky mohou regenerovat, a nemusí tak být obměňovány.

„Přestože jsou marže nízké a tato technologie nedokáže soutěžit s petrochemií čistě z pohledu ceny, stále je zde sociální přínos. Pokud bychom dokázali konvertovat i malý zlomek místních nádrží, mělo by to znatelný dopad na uhlíkovou stopu měst. Implementace by ani nebyla náročná pro lidi. Mnoho lidí si již doma například vaří pivo, toto není o nic složitější,“ dodává Nagpal.

Tým se nyní plánuje zaměřit na optimalizaci celého procesu konverze oxidu uhličitého a dusíku na požadované produkty.

Zdroj: oenergetice.cz

© Průmyslová ekologie, s.r o. Autorská práva jsou vyhrazena a vykonává je vydavatel

ZPĚT NA SEZNAM

PARTNEŘI

ISSN 2570-9372