Doğal fotosentezin verimliliğini artırmak için, Berkeley’deki California Üniversitesi’nden bir araştırmacı, cyborg bakterileri yarattı.
Bu bakteriler, güneş ışığını hasat etmek için verimli güneş panelleri gibi davranan küçük yarı iletken nanokristallerle bedenlerini büyütmek ve örtmek için eğitildi.
Dünya üzerindeki çoğu yaşam enerjinin kaynağı olarak fotosenteze dayansa da, süreç zayıf bir bağa sahiptir: klorofil. Bitkiler ve diğer organizmalar, fotosentez sırasında güneş ışığını hasat etmek için yeşil pigment kullanır, ancak oldukça verimsizdir.
Bu amaçla, bilim insanları doğal fotosentezi yükseltmenin yollarını araştırdı, böylece insanlar güneşten enerjiyi daha verimli bir şekilde yakalayabilecek ve kullanabileceklerdi.
Şimdi, Berkeley Üniversitesi, Kaliforniya Üniversitesi’nde Peidong Yang’ın laboratuvarında araştırmacı olan Kelsey K. Sakimoto, doğal fotosenteze yeni bir alternatif getirdi: klorofilden çok daha etkili olan güneş panolarında kendilerini örtmek üzere eğitilmiş olan cyborg bakterileri Güneş ışığını faydalı bileşikler haline dönüştürürken.
Sakimoto, “Güneş ışığını hasat etmek için verimsiz klorofil kullanmamak yerine, minik yarı iletken nanokristallerle bedenlerini nasıl büyüteceklerini ve kaplayacaklarını bakterilere öğrettim” dedi.
“Bu nanokristaller, klorofilden çok daha etkilidir ve üretilen güneş panellerinin maliyetinin bir kısmında yetiştirilebilir.”
Yukarıda, bir ressamın kadmiyum sülfatla süslü bakteriler, ışık, su ve karbon dioksiti yararlı kimyasallara (sağa) dönüştürmek için ışık emici nanokristaller (orta) yüklü bir biyoreaktör (solda) görebilirsiniz.
Sakimoto, cyborg bakterilerini üretmek için amino asit sisteini ve kadmiyum elementini besledi.
Bakteriler daha sonra ışığı etkin bir şekilde absorbe eden kadmiyum sülfid (CdS) nanopartiküllerini sentezleyerek bakterinin yüzeyinde güneş panelleri işlevi görürler.
M. thermoacetica-CdS olarak adlandırılan yeni hibrid organizma, doğal bir fotosentezin herhangi bir kaynağından daha iyi bir oranda ışık enerjisinden, sudan ve CO2’den yararlı asetik asit üretir.
Sakimoto bugün, 254. Ulusal Kimya Topluluğunun (ACS) Ulusal Toplantısı ve Sergisi’nde çalışmalarını sunmakta.
İnsanlık, sera gazı emisyonlarının sonuçlarını ve enerjiyi sürdürmeyi gerektiren hızla artan bir nüfusa karşı koyarken, fosil yakıtlara alternatifler için gittikçe artan bir ihtiyaçla karşı karşıyadır.
Yapay fotosentez yeni bir konsept değildir ve yenilenebilir enerjiyi ucuza ve temiz bir şekilde üretmek için sadece güneş ışığı ve basit organik kimyasallar gerektiren bir sistem anlaşılır ölçüde arzu edilir.
Bu alandaki kısıtlı ilerleme kaydedildi ancak şu ana kadar hiç bir çözüm, ticari kullanım için yeterince etkili değildi.
Bununla birlikte, Sakiomoto’nun bakterileri, yüzde 80’in üzerinde bir verimlilikle çalışır ve hem kendi kendini kopyalayan hem de kendiliğinden yenilenen bir üründür ve bu, çoklu kullanımları olan sıfır atık teknolojisi yapar.
“Bir zamanlar bu küçük güneş panelleri ile kaplı olan bakteri, gıda, yakıt ve plastikleri sentezleyebilir, hepsi de güneş enerjisi kullanıyor” dedi.
Sakiomoto, daha fazla araştırmaya ihtiyaç olduğunu kabul etmekle birlikte, onun sibor bakterilerinin fosil yakıtlara karşı uygulanabilir bir alternatif olduğunu ispatlayarak dünyaya daha ucuza ve temiz bir enerji üretmesine yardımcı olmasını umuyor.
Orjinal Makaleyi okuyun.
Kaynak :Tıkla
Bu makaleyi 3 dakikada okuyabilirsiniz.
Moleküler Biyoloji ve Genetik
