Если люди когда-нибудь колонизируют Марс, поселенцы должны будут производить на планете огромное количество органических соединений, от топлива до лекарств, которые слишком дороги для доставки с Земли.
У Калифорнийского университета, Беркли, и Химиков Лоуренса есть план для этого.
В течение последних восьми лет исследователи работали над гибридной системой, объединяющей бактерии и нанопроволоки, которые могут улавливать энергию солнечного света, превращая углекислый газ и воду в строительные блоки для органических молекул. Нанопроволоки - это тонкие кремниевые проволоки шириной примерно в сотую часть человеческого волоса, используемые в качестве электронных компонентов, а также в качестве датчиков и солнечных элементов.
Биогибрид также может вытягивать углекислый газ из воздуха на Земле, образуя органические соединения и одновременно противодействовать изменению климата, вызванному избытком антропогенного CO2 в атмосфере.
В новой статье, которая будет опубликована 31 марта в журнале Joule, исследователи сообщают о важном этапе упаковки этих бактерий (Sporomusa ovata) в «лес нанопроволоки» для достижения рекордной эффективности: 3,6% поступающей солнечной энергии преобразуется и хранится в углеродных связях в форме двухуглеродной молекулы, называемой ацетатом: по существу, уксусной кислоты или уксуса.
Молекулы ацетата могут также служить строительными блоками для целого ряда органических молекул, от топлива и пластмасс до лекарств. Многие другие органические продукты могут быть получены из ацетата внутри генно-инженерных организмов, таких как бактерии или дрожжи.
Система работает как фотосинтез, который растения естественным образом используют для превращения углекислого газа и воды в соединения углерода, в основном сахара и углеводы. Растения, однако, имеют довольно низкую эффективность, обычно преобразуя менее половины процента солнечной энергии в соединения углерода. Новая система сравнима с растением, которое лучше всего превращает СО2 в сахар: сахарный тростник, эффективность которого составляет 4-5%.