تبدیل کربن دی‌اکسید به پلاستیک قابل بازیافت

به گزارش ایسنا، دانشمندان موفق شدند کربن دی‌اکسید(CO2) را با استفاده از سیانوباکتری‌ها به پلاستیک‌های تجدیدپذیر تبدیل کنند.

به نقل از آی‌ای، میکروارگانیسم‌های سیانوباکتری که فتوسنتز کننده هستند، نشان‌دهنده توانایی تبدیل کربن دی‌اکسید به مواد مفید هستند.

سیانوباکتری‌ها نشان داده‌اند که می‌توانند سیترمالات(citramalate) که یک جزء کلیدی برای تولید پلاستیک‌های پایدار است، تولید کنند.

محققان دانشگاه «منچستر» می‌گویند، این میکروارگانیسم‌های فتوسنتز کننده توانایی تبدیل CO2 که یک گاز گلخانه‌ای است، به مواد مفید را دارند.

این تحقیق می‌تواند به طور قابل توجهی سرعت ایجاد جایگزین‌های دوستدار محیط زیست برای پلاستیک‌ها را افزایش دهد که معمولاً از مواد شیمیایی استخراج شده از سوخت‌های فسیلی ساخته می‌شوند.

علاوه بر این، این تحقیق از یک اقتصاد زیستی گردشی حمایت می‌کند و با کاهش زباله و کاهش ردپای کربن ما، به سوی آینده‌ای پایدارتر حرکت می‌کند.

سیانوباکتری‌ها که به عنوان جلبک‌های سبزآبی نیز شناخته می‌شوند، موجودات ریزی هستند که از نور خورشید برای تبدیل CO2 به ماده آلی استفاده می‌کنند.

آنها به طور قابل توجهی یک جایگزین پایدار برای روش‌های سنتی ارائه می‌دهند و محصولات ارزشمندی را از CO2 تولید می‌کنند. آنها این کار را بدون نیاز به منابع کشاورزی مانند شکر یا ذرت انجام می‌دهند.

با این حال، رشد کند و کارایی محدود آنها مانع از استفاده گسترده آنها در صنعت شده است.

متیو فالکنر محقق ارشد این مطالعه گفت: تحقیق ما به یکی از گلوگاه‌های کلیدی در استفاده از سیانوباکتری‌ها برای تولید پایدار پرداخته است.

وی افزود: ما با بهینه‌سازی نحوه تبدیل کربن به محصولات مفید، یک گام مهم به سوی تجاری‌سازی این فناوری برداشته‌ایم.

این تحقیق بر روی سویه‌ای رایج از سیانوباکتری‌ها به نام Synechocystis sp. PCC 6803 متمرکز بود. آنها این سویه را به صورت ژنتیکی تغییر دادند تا تبدیل کربن دی‌اکسید به مواد زیستی تسهیل شود.

هدف این تحقیق افزایش تولید سیترمالات بود.

سیترمالات در یک مرحله آنزیمی واحد با ترکیب دو متابولیت تولید می‌شود و با تنظیم دقیق عواملی مانند شدت نور، سطوح CO2 و در دسترس بودن مواد مغذی، محققان موفق به افزایش قابل توجهی در تولید سیترمالات شدند.

تولید سیترمالات از طریق بهینه‌سازی پارامترهای کلیدی این فرآیند ۲۳ برابر افزایش یافت که می‌توان از آن برای ایجاد مواد دیگر علاوه بر پلاستیک‌ها استفاده کرد.

در ابتدا، محققان تنها مقادیر کمی از سیترمالات تولید کردند. سپس آنها از یک رویکرد سیستماتیک برای بررسی چگونگی تعامل عوامل مختلف استفاده کردند.

محققان می‌گویند، این تکنیک همچنین می‌تواند برای ایجاد مواد دوستدار محیط زیست دیگر استفاده شود.

بنابراین، این روش می‌تواند در تولید مواد مختلف از سوخت‌های زیستی گرفته تا داروها به کار رود.

محققان تأکید می‌کنند که این پیشرفت به تلاش‌های جهانی برای مقابله با تغییرات اقلیمی و کاهش وابستگی ما به سوخت‌های فسیلی کمک می‌کند.

فالکنر می‌گوید: با تبدیل CO2 به چیزی ارزشمند، ما نه تنها انتشار این گاز را کاهش می‌دهیم، بلکه یک چرخه پایدار ایجاد می‌کنیم که در آن کربن به بلوک‌های سازنده محصولاتی تبدیل می‌شود که هر روز از آنها استفاده می‌کنیم.

محققان اکنون قصد دارند تا تکنیک‌های خود را بیشتر بهینه‌سازی کنند و راه‌هایی برای افزایش کارآمد تولید بررسی کنند.

علاوه بر این، آنها در حال بررسی این موضوع هستند که چگونه رویکرد بهینه‌سازی آنها می‌تواند برای دیگر مسیرهای متابولیکی درون سیانوباکتری‌ها استفاده شود. این می‌تواند به گسترش دامنه محصولات زیستی پایدار کمک کند.

این مطالعه در مجله Biotechnology for Biofuels and Bioproducts منتشر شده است.