Ilmuwan menciptakan materi fotosintesis 'hidup' yang menghisap CO2 dari atmosfer
Para ilmuwan di Swiss telah menciptakan bahan “hidup” baru yang berisi ganggang biru-hijau dan suatu hari nanti bisa digunakan dalam bangunan untuk melawan perubahan iklim, kata mereka.
Berkat ganggang biru-hijau, atau cyanobacteria, bahan baru ini fotosintesis. Ini berarti secara kimia dapat mengubah karbon dioksida (CO2), sinar matahari dan air menjadi oksigen dan gula, yang meningkatkan pertumbuhan.
Di hadapan nutrisi tertentu, bahan tersebut juga dapat mengonversi CO2 menjadi mineral karbonat padat, seperti batu kapur, kata para peneliti dalam sebuah studi baru, yang diterbitkan 23 April di jurnal Komunikasi Alam. Seiring waktu, mineral ini membangun kisi yang kuat di dalam bahan yang memperkuat dan menyimpan karbon dalam bentuk yang lebih stabil daripada fotosintesis.
“Bahan dapat menyimpan karbon tidak hanya dalam biomassa, tetapi juga dalam bentuk mineral-properti khusus cyanobacteria ini,” rekan penulis studi Mark Tibbitseorang profesor rekayasa makromolekul di Swiss Federal Institute of Technology (ETH) Zurich, mengatakan dalam a penyataan. “Sebagai bahan bangunan, itu bisa membantu menyimpan CO2 langsung di gedung di masa depan. “
Tanpa kemampuan untuk menyita karbon dalam bentuk mineral, bahan baru akan menjadi floppy dan seperti jelly. Tetapi dengan memproduksi kerangka mineral dengan CO2 Dan nutrisi, bahan secara bertahap meningkatkan kekuatan mekaniknya sendiri, menjadikannya kandidat yang baik untuk konstruksi, menurut penelitian.
Para peneliti menyarankan suatu bahan suatu hari nanti dapat digunakan sebagai lapisan pada fasad bangunan untuk menghisap CO2 langsung keluar dari atmosfer. Dalam penelitian ini, bahan yang terus diasingkan CO2 Selama 400 hari berturut -turut, menyimpan sekitar 26 miligram CO2 per gram material dalam bentuk endapan karbonat. Tingkat ini sangat efisien dan secara signifikan lebih tinggi dari bentuk biologis lainnya2 sekuestrasi, kata para peneliti.
Terkait: Bahan ajaib baru yang dirancang oleh AI seringan busa tetapi sekuat baja
Warna hijau material yang semakin cerah adalah bukti bahwa ia menyimpan CO2 dalam bentuk biomassa. Tetapi cyanobacteria hanya dapat tumbuh begitu banyak, dan laju karbon disimpan di dalam sel bakteri yang diratakan setelah sekitar 30 hari, menurut penelitian. Ini berarti bahwa penyerapan karbon dalam bentuk biomassa berkurang di luar jangka waktu ini, tetapi tidak berhenti.
Basis material baru adalah hidrogel 3D yang dapat dicetak-gel dengan kadar air tinggi yang terbuat dari molekul yang terkait silang. Para peneliti memilih hidrogel berpori dan menumbuhkan cyanobacteria di dalamnya, memastikan bahwa cahaya, air, dan rekan yang cukup2 dapat menembus gel untuk mencapai bakteri. Para ilmuwan kemudian menguji berbagai bentuk hidrogel untuk menentukan geometri terbaik untuk kelangsungan hidup cyanobacteria.
“Cyanobacteria adalah salah satu bentuk kehidupan tertua di dunia,” rekan penulis studi Yifan cuiseorang mahasiswa doktoral di bidang teknik makromolekul di ETH Zurich, dalam pernyataan itu. “Mereka sangat efisien di fotosintesis dan dapat memanfaatkan bahkan cahaya terlemah untuk menghasilkan biomassa dari CO2 dan air. “
Dalam penelitian ini, para peneliti memandikan hidrogel di air laut buatan untuk memasok nutrisi yang diperlukan untuk curah hujan mineral. Penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menentukan bagaimana nutrisi tersebut, yang termasuk kalsium dan magnesium, dapat disuntikkan ke dalam material jika melapisi bangunan.
Sementara itu, para peneliti memimpikan berbagai bentuk yang bisa diambil materi. Di pameran arsitektur di Venesia, tim mempresentasikan materi mereka dalam bentuk dua benda seperti batang pohon yang masing-masing dapat menyerap hingga 40 pound (18 kilogram) dari CO2 per tahun-atau sebanyak pohon pinus berusia 20 tahun, menurut pernyataan itu.
Dimungkinkan untuk secara genetik merekayasa Cyanobacteria untuk meningkatkan laju fotosintesis mereka sebelum menanamkannya dalam materi, para peneliti yang mencatat dalam penelitian ini.
“Kami melihat bahan kehidupan kami sebagai pendekatan rendah energi dan ramah lingkungan yang dapat mengikat CO2 Dari atmosfer dan melengkapi proses kimia yang ada untuk penyerapan karbon, “kata Tibbitt.
