Сегодня ученые по всему миру ищут способы не только сократить выбросы углекислого газа, но и использовать его в качестве полезного сырья. Одно из таких направлений — газовая ферментация, при которой микроорганизмы перерабатывают CO₂ в экологически чистые материалы. Так, бактерии Ralstonia eutropha способны производить биоразлагаемый пластик полигидроксибутират (ПГБ) — потенциальную замену обычным полимерам.
Команда исследователей из Института науки в Токио выяснила, что эти бактерии синтезируют больше экологичного пластика при пониженной концентрации углекислого газа, а не повышенной, как предполагалось ранее. Результаты работы опубликованы в журнале ACS Sustainable Chemistry & Engineering.
Меньше значит лучше
Ученые разработали негорючую систему газовой ферментации, чтобы сделать синтез экологичного пластика более безопасным. С помощью этой установки специалисты решили оценить влияние объема углекислого газа на эффективность процесса. Изначально они предполагали, что чем больше CO₂, тем лучше будут работать бактерии. Однако эксперимент дал обратный результат.
При снижении концентрации углекислого газа до 1,4% микроорганизмы стали производить больше ПГБ и экономнее использовать доступный углерод. Для выявления причины исследователи изучили работу фермента карбоангидразы. Он помогает быстро преобразовать CO₂ в сырье для биопластика. Когда ученые увеличили выработку этого фермента, производство экологичного материала еще выросло, но только при низкой концентрации углекислого газа. При высоком уровне CO₂ этот эффект практически исчез.
Возможности применения
По мнению авторов, результаты исследования могут лечь в основу более эффективных и безопасных технологий переработки промышленных выбросов. Также эта разработка открывает путь к получению биоразлагаемого пластика из источников с небольшим объемом углекислого газа. В дальнейшем специалисты собираются проверить, можно ли применить их метод на других бактериях и получать не только такой пластик, но и другие экологичные материалы.
Ранее Наука Mail рассказывала о новом методе очистки воды от урана с помощью бактерий.