Naukowcy stworzyli bakterię, która jest potencjalnym źródłem paliwa ze światła słonecznego, dwutlenku węgla i wody. Tak zwane „cyborgi” wytwarzają kwas octowy, substancję chemiczną, którą można przekształcić w paliwo i plastik.
W eksperymentach laboratoryjnych stwierdzono, że bakterie znacznie skuteczniej absorbują światło słoneczne niż rośliny. Praca została zaprezentowana na spotkaniu American Chemical Society w Waszyngtonie.
Naukowcy od wielu lat próbują sztucznie odtworzyć fotosyntezę. W naturze głównym elementem tego procesu jest zielony pigment chlorofil. Dzięki promieniom słonecznym pomaga roślinom przekształcać dwutlenek węgla i wodę w tlen i glukozę. Chociaż to działa, naukowcy twierdzą, że proces ten jest stosunkowo nieskuteczny. Jest to ten sam problem z większością dotychczas opracowanych sztucznych systemów.
Nowe podejście ma na celu poprawę wydajności poprzez wyposażenie bakterii w panele słoneczne. Po przeanalizowaniu starej literatury mikrobiologicznej naukowcy zdali sobie sprawę, że niektóre bakterie mają naturalną obronę przed kadmem, rtęcią lub ołowiem, co pozwala im przekształcać metale ciężkie w siarczki nieorganiczne. W wyniku transformacji na powierzchni mikroorganizmu powstają drobne krystaliczne półprzewodniki.
„To żenująco proste, dostosowaliśmy naturalne zdolności tych bakterii, na które nigdy nie patrzyliśmy z tej perspektywy” - mówi Kelsey Sakimoto z Uniwersytetu Harvarda (USA). „Hodujemy bakterie i wstrzykujemy niewielkie ilości kadmu, a one produkują kryształy siarczku kadmu, które następnie gromadzą się na zewnątrz ich ciał. Hoduj je w płynnym bulionie i po prostu dodaj małe porcje roztworu kadmu, odczekaj kilka dni, a pojawią się te organizmy fotosyntetyczne.”
Te nowo popularne bakterie wytwarzają kwas octowy, głównie ocet, z CO2, wody i światła. Ich produktywność wynosi około 80%, czyli 4 razy więcej niż komercyjne panele słoneczne i 6 razy więcej niż chlorofil.
Sakimoto uważa, że bakterie te mają przewagę nad innymi metodami wytwarzania zielonej energii ze źródeł biologicznych. Inne technologie sztucznej fotosyntezy wymagają drogich elektrod stałych. Z drugiej strony, cyborgi potrzebują jedynie ogromnych zbiorników cieczy, która musi znajdować się na słońcu - bakterie rozmnażają się i samonaprawiają, co sprawia, że technologia jest mało odpadowa. Nadaje się do obszarów wiejskich lub krajów rozwijających się.
Film promocyjny:
Prace badawcze przeprowadzono na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley. Następnie naukowcy będą szukać bardziej nieszkodliwych pochłaniaczy światła niż siarczek kadmu.