Новые наноорганизмы превращают СО2 в экологически дружественный пластик и топливо

Ученые из Колорадского университета в Боулдере создали нанобиогибридные организмы, использующие атмосферный углекислый газ и азот для производства разных видов пластика и топлива.

Проект стал многообещающим первым шагом к дешевому захвату углерода и экологически дружественному производству химикатов, сообщает eurekalert.org. Используя активируемые светом квантовые точки для запуска определенных ферментов в микробных клетках, исследователи создали «живые фабрики». Поедая СО2, они производят полезные продукты, вроде биоразлазающегося пластика, бензина, аммиака и биодизеля.

«Мы ищем способ повышения эффективности захвата двуокиси углерода для борьбы с глобальным потеплением, который, однажды, сможет заменить вредные производственные процессы», — сказал ведущий автор работы, Прашант Нагпал.

Исследование началось в 2013-м – специалисты рассматривали потенциал наноскопических квантовых точек – миниатюрных полупроводников, применяемых в телевизорах. Их можно пассивно вводить в клетки, заставляя крепиться и самособираться на определенных ферментах под действием определенных длин световых волн. Нагпал хотел выяснить, будут ли квантовые точки запускать в микроорганизмах энзимы, отвечающие за преобразование СО2 и азота, но не работающие из-за недостатка фотосинтеза. Команда ввела материал в почвенные бактерии. Теперь, даже под действием небольшого количества непрямых солнечных лучей, их аппетит к углекислому газу активировался без потребности в другом источнике энергии или пище.

«Каждая клетка производит миллионы таких химикатов. Мы показали, что можем повысить природную эффективность почти до 200%», — сказал Нагпал.

Неактивные в воде, микробы выделяют конечные продукты на поверхность, где их можно собирать и перерабатывать. Тип веществ зависит от комбинации света и точек. Зеленый спектр заставляет бактерии поглощать азот и выделять аммиак, красный – есть азот для синтеза пластика.

Исследование показало, что клетки могут восстанавливаться, сохраняя работоспособность в течении длительного периода.

Результаты проекта представлены в Journal of the American Chemical Society.

Идеальным сценарием будущего, по мнению Нагпала, станут частные дома и небольшиепредприятия, передающие свои углеродные выбросы прямо в ближайший пруд-накопитель, где микробы превратят их в биопластик. Сейчас исследователи занимаются оптимизацией процесса.