Российские учёные создали катализатор для химической промышленности на основе аэробных бактерий и наночастиц палладия. Клетки микроорганизмов служат носителем для него — этот благородный металл применяется для ускорения и запуска химических реакций в промышленности. Авторы работы установили, что бактериальные клетки не влияют на ход реакции и позволяют применять палладий до пяти раз без потери эффективности. Такой комбинированный катализатор прост в производстве и может удешевить ряд процессов в химической промышленности.
Учёные из Тульского государственного университета (ТулГУ) совместно с коллегами из Института органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН разработали новый катализатор для органического синтеза на основе живых микроорганизмов — аэробных бактерий и наночастиц палладия. Об этом RT сообщили в Минобрнауки России. Результаты исследования были опубликованы в Journal of Catalysis.
Катализаторы широко применяются в различных отраслях промышленности: нефтеперерабатывающей, нефтехимической, химической и т. д. Эти вещества позволяют осуществлять, ускорять и контролировать различные химические реакции. Как правило, катализаторы закрепляют на специальных соединениях — носителях. Это позволяет извлечь катализатор из реакционной смеси и использовать его повторно.
В своём исследовании химики предложили использовать в качестве носителя для катализатора микроорганизмы — аэробные бактерии Paracoccus yeei. Авторы работы экспериментально установили, что наночастицы палладия концентрируются на поверхности бактериальных клеток, а также проникают внутрь микроорганизмов. Причём этот процесс не требует применения сложных химических реакций и методов.
Напомним, палладий — это благородный металл, обладающий каталитическими свойствами. Высокая стоимость палладия делает особенно актуальными разработки методов его многократного применения в качестве катализатора.
Учёные установили, что бактериальные клетки сами не взаимодействуют с реагентами, зато позволяют применять катализатор повторно до пяти циклов без значительной потери каталитической активности.
Авторы исследования отмечают, что бактерии Paracoccus yeei можно легко и в больших объёмах получать в биореакторах. Это означает, что катализаторы на их основе будут недорогими и простыми в промышленном применении.
«Сочетание биотехнологических подходов с хорошо развитыми знаниями в области проектирования катализаторов может открыть множество интересных возможностей для разработки новых поколений катализаторов. Использование нанесённых биогибридных катализаторов — наночастиц металлов на бактериях — многообещающее направление будущих исследований», — отметила в беседе с RT кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории биологически активных соединений и биокомпозитов ТулГУ Ольга Каманина.