Bu Bakteriler Havadaki CO2’yi Yararlı Bir Biyoplastiğe Dönüştürebilir : ScienceAlert

Tanınmış bir bakteri, Kore’deki kimya mühendislerinden oluşan bir ekip tarafından tasarlanan bir prototip sistemi kullanarak havadaki karbondioksiti kullanışlı bir biyoplastiğe dönüştürebilir ve iki küresel sorunu tek bir hızlı hareketle çözebilir.

Plastik yiyen bakteriler yıkmak Birkaç saat içinde plastik atık, son zamanlarda dünyanın sorununa mikroskobik bir çözüm olarak büyük ilgi gördü. büyüyen plastik sorunu.

Halihazırda yarattığımız pisliği temizlemek büyük bir öncelik olsa da, ham petrol ve türevleri dışındaki kaynaklardan plastik yapmanın yeni yollarını aramak da fosil yakıtlara olan bağımlılığımızı azaltmak için hayati önem taşıyor.

Plastik polimerler, birbirine dizilmiş tekrar eden alt birimlerden oluşan uzun zincirlerdir ve bu zincirlerin omurgası çoğunlukla karbon atomlarıdır.

Pek çok kimya mühendisi, Dünya atmosferindeki artan karbondioksit seviyelerinin plastik veya diğer karbon bazlı ürünler yapmak için kullanılmamış bir kaynak olabileceğine dair parlak bir fikre kapıldı. Jet yakıtı veya beton – keşke CO yakalayabilseydik₂ havadan ve ondan bir şey yap.

CO dönüştürmenin bir yolu₂ Gazın diğer faydalı karbon içeren bileşiklere dönüştürülmesi, bir elektrik enjeksiyonu ile yapılır. elektroliz adı verilen reaksiyon. Ancak bu yöntem umut verici olmakla birlikte, çoğunlukla yalnızca bir ila üç karbon atomundan oluşan kısa zincirli başlangıç ​​bileşikleri üretir. CO’dan daha uzun karbon zincirlerine sahip kimyasallar yapmak₂ daha zor ve verimsiz bir iştir.

Bu yeni çabada, Kore İleri Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’ndeki (KAIST) kimya mühendislerinden oluşan bir ekip, CO’yu dönüştürmek için iki parçalı bir sistem geliştirdi.₂ adı verilen bir bakteri türünün yardımıyla ortak bir biyoplastiğe dönüştürüyor. Cupriavidus necator.

Sistemin ilk adımı, gaz halindeki CO’yu dönüştüren bir elektrolizördür.₂ biçimlendirmek. Daha sonra bu, bakterilerin çalışmaya başladığı bir fermantasyon tankına beslenir.

C necator poli-3-hidroksibütirat veya PHB gibi karbon bileşiklerini diğer karbon kaynaklarından, biyolojik olarak parçalanabilen ve kompostlanabilir bir polyester türü olarak sentezleme kabiliyetiyle iyi bilinir.

Bu durumda, C necator elektroliz reaksiyonundan format ham maddesini silip süpürür ve daha sonra toplanan hücrelerden ekstrakte edilebilen PHB granüllerini depolar.

Aynı solüsyon, elektroliz reaksiyonunun yan ürünlerinden bakterilerin izole edilmesi için iki hazneyi ayıran bir zar ile elektroliz reaksiyonu ve fermantasyon tankı arasında dolaşır.

Sistem yenilenebilir enerji ile çalışıyorsa, aynı anda CO kullanan biyoplastik üretmenin fosil yakıtsız bir yolu olabilir.₂ – küresel ısınmayı sınırlamak için havadan temizlenmesi gereken oruç.

KAIST’te çalışmayı yöneten iki biyomoleküler mühendis olan Hyunjoo Lee ve Sang Yup Lee, yaklaşımlarının ölçeklenebilir olduğu ve plastiklerin yapım şeklini dönüştürmeye yardımcı olabileceği konusunda iyimserler.

“Bu araştırmanın sonuçları, biyoplastiklerin yanı sıra çeşitli kimyasal maddelerin üretimine uygulanabilecek ve gelecekte karbon nötrlüğü elde etmede ihtiyaç duyulan kilit parçalar olarak kullanılması beklenen teknolojilerdir.” söylemek.

Bu görülecek olsa da, takip etmeye değer bir seçenek gibi görünüyor.

Laboratuar deneyleri gösterdi ki C necator hibrit sistemdeki hücreler o kadar çok PHB sentezleyebildi ki, 120 saat veya 5 günlük çalışmadan sonra, polyester ürün bakterinin kuru hücre ağırlığının yüzde 83’üne kadarını temsil ediyordu.

Araştırmacılar, bu sonuçlara dayanarak, kurulumlarının daha önce test edilen benzer sistemlerden 20 kat daha verimli olduğunu iddia ediyor.

Ekip ayrıca, reaksiyonların devam etmesi için bakteri hücreleri her gün yenilendiği ve plastik ürün çıkarıldığı sürece sistemlerinin kesintisiz çalışabileceğini bildiriyor.

Bu sürekli üretim, sistemin endüstriyel ölçekte çalışmasını sağlamanın anahtarı olacaktır. Şimdiye kadar, araştırmacılar onu yalnızca 18 gün boyunca test ettiler ve 1.45 gram değerinde polyester ürettiler.

Ancak araştırmacılar, entegre sistemlerinin, bir seferde reaksiyonun yalnızca bir aşamasını çalıştırabilen ve ek ayırma ve saflaştırma adımları gerektiren önceki kesikli reaktörlere veya diğer kurulumlara göre bir gelişme olduğunu söylüyor.

Bu arada diğer biyokimya mühendisleri degeliştirmeye çalışmak C necatorCO’dan PHB üretme konusundaki doğal yeteneği₂ birkaç genetik ince ayar ile çünkü onlar tarafından üretilen polimer miktarını söylüyorlar. C necator ticarileştirme için hala çok düşük – en azından şimdilik.

Çalışma yayınlandı PNAS.