Инженеры разработали инновационный солнечный реактор, в котором бактерии растут непосредственно внутри раствора, превращающего углекислый газ в биотопливо. Эта технология позволяет производить чистые химикаты, пластик и пищу, используя только солнечный свет. Результаты исследования опубликованы в Journal of the American Chemical Society.
Современная химическая промышленность критически зависит от ископаемого топлива. В качестве экологичной альтернативы ученые развивают два направления: химическое преобразование углекислого газа с помощью солнечного света и программирование бактерий.
Объединяя химию и биологию
Предыдущие попытки совместить электролиз и живые микроорганизмы в одной емкости терпели неудачу — химические реакции неизбежно выделяли токсичные ионы металлов, которые быстро отравляли бактериальную культуру. Разработчикам удалось создать абсолютно безопасную общую среду в одном стакане.
Принцип работы устройства воспроизводит все ключевые стадии естественного фотосинтеза растений, но без использования хлорофилла. Солнечный свет падает на электроды внутри реактора, запуская одновременно два процесса: расщепление воды с выделением кислорода и синтез формиата из растворенного углекислого газа.
Фабрика на солнечной энергии
Формиат служит жидким переносчиком накопленной солнечной энергии. Обычная кишечная палочка, предварительно генетически модифицированная, поглощает этот формиат, дышит выделяющимся кислородом и использует полученную энергию для построения собственной биомассы из углекислого газа.
На данном этапе прибор работает в лабораторных условиях в течение нескольких часов, но ученые называют полученный результат важнейшей вехой. Заменив штамм кишечной палочки на другой, инженеры смогут заставить реактор производить не просто базовую биомассу, а конкретные сложные полимеры, лекарства или ценные белки.
Ранее химики впервые воссоздали фотосинтезирующую молекулу бактерий.
