تولید سوخت زیستی به کمک کوانتوم

ايسنا/ پژوهشگران آمريکايي توانستند با کمک نقاط کوانتومي، نوعي نانوارگانيسم ارائه دهند که مي‌تواند سوخت‌هاي زيستي توليد کند. پژوهشگران "دانشگاه کلرادو بولدر"(CU) آمريکا، نوعي نانوارگانيسم هيبريدي ابداع کرده‌اند که مي‌تواند با استفاده از دي‌اکسيد کربن و نيتروژن موجود در هوا، پلاستيک و سوخت سازگار با محيط زيست توليد کند. ابداع اين نانو ارگانيسم، گامي اميدوارکننده در توليد مواد شيميايي سازگار با محيط زيست به شمار مي‌رود. پژوهشگران از نقطه‌هاي کوانتومي که با نور فعال مي‌شوند استفاده کردند تا آنزيم‌هاي خاصي را در سلول‌هاي ميکروبي شليک کنند. آنها با اين کار توانستند کارخانه‌هاي زنده‌اي به وجود بياورند که دي‌اکسيد کربن را جذب مي‌کنند و آن را به صورت محصولات مفيدي مانند پلاستيک قابل تجزيه زيستي، آمونياک و سوخت‌هاي زيستي ارائه مي‌دهند. "پراشانت ناگپال"(Prashant Nagpal)، استاديار بخش شيمي و مهندسي زيستي دانشگاه کلرادو بولدر و سرپرست اين پژوهش گفت: اين نوآوري، اثباتي براي قدرت فرآيندهاي زيست‌شيميايي است. ما در جستجوي روشي هستيم که بتواند به بهبود شيوه جذب دي‌اکسيد کربن و غلبه بر تغييرات اقليمي کمک کند و روزي جايگزين روش‌هاي کنوني توليد پلاستيک و سوخت شود که انتشار کربن را تشديد مي‌کنند. ناگپال و همکارانش، اين پروژه را در سال ۲۰۱۳ و با بررسي نقطه‌هاي کوانتومي بسيار کوچک آغاز کردند. نقطه‌هاي کوانتومي، نيمه‌رساناهاي کوچکي هستند که در صنعت و پزشکي به کار مي‌روند. اين نقاط که قابل تزريق به سلول‌ها هستند، طوري طراحي مي‌شوند که بتوانند به آنزيم‌هاي مورد نظر متصل شوند و سپس، اين آنزيم‌ها را با کمک طول موج‌هاي خاصي از نور، فعال کنند. هدف ناگپال اين بود تا بفهمد که آيا نقاط کوانتومي مي‌توانند آنزيم‌هاي خاص را در سلول‌هاي ميکروبي شليک کنند و به تغيير دي‌اکسيد کربن و نيتروژن هوا منجر شوند. ناگپال و همکارانش توانستند با پخش کردن نقاط کوانتومي خاص در سلول‌هاي ميکروبي معمولي موجود در خاک، به پاسخ اين سوال دست يابند. آنها دريافتند که حتي قرار گرفتن در معرض ميزان کمي از نور غير مستقيم خورشيد مي‌تواند ميکروب‌ها را فعال کند تا دي‌اکسيد کربن را بدون نياز به منبع انرژي يا غذا جذب کنند و از عهده تغييرات زيست‌شيميايي که به انرژي بالايي نياز دارند، برآيند. وي افزود: هر سلول، از ميليون‌ها نوع از اين ترکيبات شيميايي تشکيل مي‌شود و ما در اين پژوهش نشان داديم که اين ترکيبات مي‌توانند توليد طبيعي را تا حدود ۲۰۰ درصد افزايش دهند. اين ميکروب‌ها، محصول نهايي خود را در سطح رها مي‌کنند. ادغام متفاوت نقاط کوانتومي و نور، به توليد محصولات متفاوتي منجر مي‌شود. طول موج‌هاي سبز موجب مي‌شوند که باکتري، از نيتروژن براي توليد آمونياک استفاده کند؛ در حالي که طول موج‌هاي قرمز، به ميکروب‌ها کمک مي‌کنند تا دي‌اکسيد کربن را براي توليد پلاستيک به کار گيرند. اين فرآيند، نشانه‌هاي اميدوارکننده‌اي براي توليد در مقياس بزرگ در بر دارد. اين پژوهش نشان مي‌دهد هنگامي که کارخانه‌هاي ميکروبي براي چند ساعت در رو فعال مي‌شوند، نشانه‌هايي از تخليه را به نمايش مي‌گذارند که نشان مي‌دهد سلول‌ها مي‌توانند دوباره تکثير شوند؛ در نتيجه نياز به تکرار فرآيند برطرف مي‌شود. ما را در کانال «آخرين خبر» دنبال کنيد