Tulevikutehnoloogia? Uued küborg-bakterid murdsid päikesest energia tootmise efektiivsuse rekordi

E. coli bakterid. Pilt on illustreeriv. Foto: Janice Carr/AP/Scanpix

Teadlased on loonud pisikeste pooljuhtidega kaetud bakterid, mis suudavad toota päikesevalgusest kütust, kirjutab BBC.

Teadlased on aastaid otsinud võimalust fotosünteesi tehislikuks taasloomiseks ja näib, et nüüd on ostutud selles suunas oluline samm.

Nimelt on loodud bakterid võimelised sünteesima süsihappegaasist ja veest päikesevalguse mõjul äädikhapet, millest on omakorda võimalik toota erinevaid plastikuid ja kütuseid. Seejuures on bakterid oma reaktsiooniga efektiivsemad kui fotosüntees.

Juba aastaid on teada, et pea kogu maailma elu aluseks oleva fotosünteesi efektiivsus on võrreldes inimese loodud masinatega väga madal, sama probleem on kummitanud ka paljusid kunstsüsteeme.

Värskes uuringus proovisidki teadlased olemasolevaid elussüsteeme parandada ja nii efektiivsust tõsta. Selleks kammiti läbi terve hulk kirjandust mikrobioloogia kohta ning jõuti tähelepanekuni, et mõnedel bakteritel on olemas kaitsesüsteemid kaadmiumi, elavhõbeda ja plii vastu. Kokkupuutel nende metallidega seovad bakterid need sulfiididega ning nii tekivad nende pinnale pisikesed kristalliseerunud pooljuhi-laadsed struktuurid.

«Pidime vaid kasvatama bakterid ning lisama neile väikeses koguses kaadmiumi. Loomulikult tekkisid pea kohe kaadmiumsulfiidi kristallid, mis kogunesid seejärel rakkude väliskülgedele,» ütles uuringus osalenud Harvardi Ülikooli teadlane Kelsey Sakimoto BBC’le. Vaid paar päeva kestva protsessiga on nii võimalik toota poolsünteetilisi fotosünteesivõimelisi organisme.

Oluline on see aga seepärast, et niimoodi loodud bakterid toodavad süsihappegaasist, veest ja päikeseenergiast äädikhapet. 80-protsendilise efektiivsusega on nad neli korda võimsamad tänapäevastel turul saadaolevatest päikesepaneelidest ning enam kui kuus korda efektiivsemad kui fotosüntees.

«Need bakterid on väärtuslikud, kuna nende toodetud äädikhappest saab toota palju väärtuslikumaid ja huvitavamaid aineid,» ütles Sakimoto. «Meie kaastöölised on näiteks välja aretanud mitmeid E. coli bakteri tüvesid, mis toituvad just äädikhappest ning toodavad sellest butanooli ja polühüdroksübutüraati nimelist polümeeri.»

Teadlaste arvates on sellisel energiatootmise viisil teistega võrreldes mitmeid eeliseid. Esiteks ei vaja see kalleid elektroode. Tarvis on vaid suuri vedelikutünne, millega baktereid päikese käes hoida. Bioloogiliste organismidena on need paljunemisvõimelised, ei vaja seega osade vahetamist ega tooda ka prügi.

Kuigi loodud süsteemi võib pidada oluliseks edusammuks, ei pruugi see teadlaste hinnangul siiski olla lahendus, millest saaks uus revolutsioon rohelise tehnoloogia arengus – sedalaadi süsteeme leiutatakse praegu lihtsalt nii palju.

«Usun, et oleme praegu alles alustanud keemia ja bioloogia koostöös tekkivate võimaluste avastamisega,» ütles Sakimoto. «Seetõttu on väga võimalik, et tekib veel süsteeme, mis on meie omast veelgi efektiivsemad.»

Uut energiatootmise viisi tutvustasid teadlased Ameerika Keemiaseltsi kohtumisel Washingtonis.