Oamenii de știință inventează materiale „vii” fotosintetice care e de rată CO2 din atmosferă

Oamenii de știință din Elveția au creat un nou material „viu” care conține alge albastru-verde și ar putea fi folosită într-o zi în clădiri pentru a lupta împotriva schimbărilor climatice, spun ei.

Datorită algelor albastru-verde sau cianobacteriilor, noul material este fotosintetică. Aceasta înseamnă că poate converti chimic dioxidul de carbon (CO₂), lumina soarelui și apa în oxigen și zaharuri, care promovează creșterea.

În prezența anumitor nutrienți, materialul poate converti și CO₂ în minerale carbonate solide, cum ar fi calcarul, au spus cercetătorii într -un nou studiu, publicat pe 23 aprilie în Jurnal Comunicări naturale. De -a lungul timpului, aceste minerale construiesc o rețea robustă în interiorul materialului care îl întărește și stochează carbonul într -o formă mai stabilă decât fotosinteza.

“Materialul poate stoca carbon nu numai în biomasă, ci și sub formă de minerale-o proprietate specială a acestor cianobacterii”, coautor de studiu Mark Tibbittun profesor asociat de inginerie macromoleculară la Institutul Federal de Tehnologie Elvețiană (ETH) Zurich, a declarat într -un declaraţie. „Ca material de construcție, ar putea ajuta la stocarea CO₂ direct în clădiri în viitor. “

Fără capacitatea de a sechestra carbonul sub formă minerală, noul material ar fi floppy și asemănător cu jeleu. Dar prin producerea unui schelet mineral cu Co₂ și nutrienți, materialul își îmbunătățește treptat propria rezistență mecanică, ceea ce îl face un candidat bun pentru construcție, potrivit studiului.

Cercetătorii sugerează că materialul ar putea fi folosit într -o zi ca acoperire pe fațadele de construcție pentru a suge Co₂ direct din atmosferă. În studiu, materialul sechestrat continuu Co₂ timp de 400 de zile consecutive, depozitarea a aproximativ 26 de miligrame de CO₂ pe gram de material sub formă de precipitații de carbonat. Această rată este extrem de eficientă și semnificativ mai mare decât alte forme de CO biologice₂ Sechestrare, au spus cercetătorii.

Înrudite: Noul material minunat proiectat de AI este la fel de ușor ca spuma, dar la fel de puternic ca oțelul

Culoarea verde din ce în ce mai vibrantă a materialului este o dovadă că stochează CO₂ sub formă de biomasă. Dar cianobacteriile nu pot crește decât atât de mult, iar viteza cu care a fost păstrată carbonul în celulele bacteriene nivelate după aproximativ 30 de zile, potrivit studiului. Aceasta înseamnă că sechestrarea carbonului sub formă de biomasă scade dincolo de acest interval de timp, dar nu se oprește.

Baza noului material este un hidrogel tipărit 3D-un gel cu un conținut ridicat de apă din molecule reticulate. Cercetătorii au selectat un hidrogel poros și au crescut cianobacterii în interiorul său, asigurându -se că suficientă lumină, apă și CO₂ ar putea pătrunde gelul pentru a ajunge la bacterii. Oamenii de știință au testat apoi diferite forme de hidrogel pentru a determina cea mai bună geometrie pentru supraviețuirea cianobacteriilor.

„Cianobacteriile sunt printre cele mai vechi forme de viață din lume”, coautor de studiu Yifan Cuia declarat un doctorat în inginerie macromoleculară la ETH Zurich, în declarație. „Sunt extrem de eficiente la fotosinteză și pot utiliza chiar și cea mai slabă lumină pentru a produce biomasă din CO₂ și apă. “

În studiu, cercetătorii au scăldat hidrogelii în apa de mare artificială pentru a furniza nutrienții necesari pentru precipitațiile minerale. Sunt necesare cercetări suplimentare pentru a determina modul în care acei nutrienți, care includ calciu și magneziu, ar putea fi injectate în material dacă ar acoperi o clădire.

Între timp, cercetătorii visează diferite forme pe care materialul le -ar putea lua. La o expoziție de arhitectură din Veneția, echipa și-a prezentat materialul sub forma a două obiecte asemănătoare cu trunchiul de copaci, care ar putea absorbi fiecare până la 40 de kilograme (18 kilograme) de Co₂ pe an-sau la fel de mult ca un pin de 20 de ani, potrivit declarației.

S -ar putea să -și crească ratele fotosintetice inginer genetic pentru a -și crește ratele fotosintetice înainte de a le încorpora în material, au remarcat cercetătorii în studiu.

„Ne vedem materialul viu ca o abordare cu energie scăzută și ecologică, care poate lega CO₂ Din atmosferă și completează procesele chimice existente pentru sechestrarea carbonului “, a spus Tibbitt.

Sascha este un scriitor de personal din Marea Britanie la Live Science. Ea deține o diplomă de licență în biologie de la Universitatea din Southampton din Anglia și un master în comunicare științifică de la Imperial College London. Munca ei a apărut în The Guardian și pe site -ul de sănătate Zoe. Pe lângă scriere, îi place să joace tenis, să facă pâine și să răsfoiască magazine second-hand pentru pietre ascunse.