Yarı Canlı Yarı Robot Bakteriler
Bilim insanları, yüzeylerini nano ölçekte yarı iletken kristallerle kapladıkları bakterilerin güneş ışığını kullanarak karbondioksit ve suyu ekonomik olarak değerli kimyasal maddelere dönüştürmesini sağladı.
Kelsey K. Sakimoto
Berkeley’deki Kaliforniya Üniversitesi’nden bilim insanları, yüzeylerini nano ölçekte yarı iletken kristallerle kapladıkları bakterilerin güneş ışığını kullanarak karbondioksit ve suyu ekonomik olarak değerli kimyasal maddelere dönüştürmesini sağladı.
İnsanlığın karşı karşıya kaldığı sorunların çözümü için doğadan ilham aldığımız alanlardan biri de enerji. Örneğin fotosentez yapan canlılar yapılarındaki klorofil sayesinde güneş ışınlarını kullanarak su ve karbondioksitten besin üretir ve bu besinleri yakarak enerji elde eder. Yani güneş enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürürler. Bilim insanları uzun yıllardır güneş enerjisini verimli bir şekilde başka enerji türlerine dönüştürebilmek için farklı yöntemler üzerinde çalışıyor.
American Chemical Society
Fotosentez yapan canlılardaki klorofil, güneş enerjisini %3-6 verimle kimyasal enerjiye dönüştürüyor. Güneş enerjisinden daha verimli bir şekilde yararlanmak isteyen bilim insanları Moorella thermoacetica isimli bakterilerden ve güneşi verimli bir şekilde soğurabilen kadmiyum sülfür (CdS) isimli kimyasal maddeden yararlandı.
American Chemical Society
M. thermoacetica bakterileri solunum süreci sonucunda karbondioksitten asetik asit üretir. Asetik asit daha sonra ekonomik olarak kullanışlı kimyasal maddelere (örneğin yakıt olarak kullanılan bütanol, biyoplastik özellikte polimerler, ilaçların etkin maddeleri) dönüştürülebilir.
Araştırmada, kükürt içeren bir protein olan sistein ve kadmiyum bulunan ortamda büyüyen bakteriler bu maddeleri kadmiyum sülfüre dönüştürdü. Oluşan nano ölçekteki kadmiyum sülfür kristalleri elektriksel çekim etkisiyle bakterilerin yüzeyinde birikti. Böylece bilim insanları M. thermoacetica bakterilerinin yüzeyini güneş paneli gibi kullanabildi.
American Chemical Society
M. thermoacetica-CdS organizması, güneş ışınlarını yüzeyindeki kadmiyum sülfür molekülleri aracılığıyla soğurarak, karbondioksiti ve suyu verimli bir şekilde (%80’nin üstünde verimle) asetik aside dönüştürdü.
Aşağıdaki videoda bu sürecin görselleştirilmiş halini bulabilirsiniz.
American Chemical Society
Bu araştırma, canlı organizmaların güneş ışığının başka enerji türlerine dönüştürülmesinde kullanılmasına öncülük edebilir.
