Американские ученые разработали бактерию-"киборга", которая по эффективности фотосинтеза в 40 раз превосходит большинство растений. Чтобы добиться таких результатов, бактерию научили вырабатывать нанокристаллы, которые выполняют функции миниатюрных солнечных панелей.
Группа исследователей из Калифорнийского университета в Беркли превратила в киборгов бактерии Moorella thermoacetica. Обычно этот вид бактерии использует CO2 для выработки уксусной кислоты, из которой в последующем можно получать топливо и пластик. Ученые под руководством химика Келси Сакамото заставили организмы производить «нанодоспехи» — покрытие из нанокристаллов, которое помогает собирать энергию солнца.
Чтобы заставить бактерии осуществлять высокоэффективный фотосинтез, ученые «накормили» их кадмием и цистином. В результате бактерии синтезировали кадмий и цистин в наночастицы из сульфида кадмия, которые выступили на поверхности организмов в виде нанокристаллов.
Наночастицы на теле бактерий выполняют функции солнечных модулей. Они позволяют бактериям-«киборгам» вырабатывать уксусную кислоту не только за счет CO2, но и за счет воды и света.
Эффективность фотосинтеза у полученных в результате эксперимента бактерий составляет 80%, тогда как у растений — только 2%. При этом «киборги» самостоятельно восстанавливаются и самовоспроизводятся.
«Вместо того, чтобы использовать для сбора солнечного света неэффективный хлорофилл, я научил бактерии покрываться крошечными полупроводниковыми нанокристаллами. Они намного превосходят по эффективности хлорофилл, при этом их получение обходится в разы дешевле производства солнечных панелей», — пояснил в пресс-релизе руководитель исследования Келси Сакимото.
Результаты исследования Сакимото представил на 254-м Собрании Американского химического общества. По словам ученого, полученные бактерии способны производить пищу, топливо и пластик от солнечного света.
Гидропонная ферма выращивает 54 тонны томатов в неделю
Идеи
Недавно ученые из Иллинойсского университета усовершенствовали процесс фотосинтеза у табака, ускорив его рост на 20%. Группы исследователей по всему миру экспериментируют с искусственным фотосинтезом. Для этого они создают молекулярные катализаторы и соединяют биокаталитические частицы, а также ищут наиболее подходящие металлы.