محققان آزمایشگاه ملی لاورنس لیورمول با همکاری دانشگاه کالیفرنیا در برکلی موفق به طراحی سیستم ترکیبی (هیبریدی) از باکتری‌ها و نانوسیم‌های نیمه‌رسانا شده‌اند که قادر به تقلید عملکرد فتوسنتز هستند.

به گزارش سرویس فناوری ایسنا، اگرچه بخش انرژی‌های تجدیدپذیر بسرعت در حال گسترش هستند، اما باتوجه به روند کنونی تولید و انتشار گازهای گلخانه‌ای، دانشمندان هشدار می‌دهند که عواقب جدی زودتر از پیش‌بینی‌های قبلی به وقوع خواهند پیوست.

یکی از روش‌های کنترل انتشار این گازها، توسعه فناوری برای تبدیل دی‌اکسید کربن به محصولات جانبی مفید مانند کربنات کلسیم یا سوخت‌های زیستی مانند متانول و ایزوبوتانول است.

فتوسنتز مصنوعی، مفهوم جدیدی تلقی نمی‌شود و از آن برای جداسازی آب به هیدروژن و نیتروژن و سنتز اسید فرمیک استفاده شده است، اما رویکرد جدید محققان آمریکایی از تطبیق‌پذیری و بازده بسیار بالایی برخوردار است.

محققان با الهام از طبیعت، سیستم ترکیبی جدیدی را ابداع کرده‌اند که با استفاده از نور خورشید و آب، دی‌اکسید کربن را به طیف گسترده‌ای از مواد شیمیایی مفید تبدیل می‌کند.

این سیستم چندمنظوره با عملکرد بالا می‌تواند آب، نور خورشید و دی‌اکسید کربن را گرفته و آنها را به بلوک‌های سازنده پلاستیک زیست‌ تخریب‌پذیر، ترکیبات دارویی و حتی سوخت زیستی تبدیل کند.

در این سیستم، از دو نوع متفاوت از باکتری پراکنده‌شده در آرایه‌هایی از نانوسیم‌های سیلیکون و تیتانیوم استفاده می‌شود؛ نانوسیم‌های سیلیکونی، مانند سلول‌های خورشیدی مینیاتوری عمل کرده و نور را جذب و الکترون آزاد می‌کنند. این الکترون‌ها توسط باکتری بی‌هوازی Sporomusa ovate جذب می‌شوند که آنها را با آب ترکیب و دی‌اکسید کربن را به استات (acetate) تبدیل می‌کنند.

نانوسیم‌های تیتانیومی نیز بار مثبت را منتقل کرده و از آن برای استخراج اکسیژن از آب استفاده می‌کنند؛ اکسیژن توسط باکتری دست‌کاری ژنتیکی شده اشرشیاکلی برای سنتز مواد شیمیایی مورد نظر استفاده می‌شود.

به گفته «پیدونگ یانگ» سرپرست تیم تحقیقاتی، سیستم جدید از پتانسیل بالایی برای تغییر اساسی صنعت نفت و پتروشیمی برخوردار است که امکان تولید مواد شیمیایی و سوخت را در یک روش تجدیدپذیر فراهم می‌کند.

نتایج این دستاورد در مجله Nano Letters منتشر شده است.

انتهای پیام