Sistema ibrido per convertire l’anidride carbonica in molecole

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Dispositivo converte anidride carbonica in molecole organiche, sarà utile su Marte. Un sistema definito come “ibrido” che si serve sia di batteri che di nanofili per utilizzare l’energia della luce solare per trasformare l’anidride carbonica dell’acqua in mattoni per le molecole organiche è stato sviluppato dal gruppo di chimici dell’Università di Berkeley e del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab).

I nanofili sono sottilissimi fili di silicio che hanno un diametro di circa 1/100 di quello di un capello umano.

Un sistema del genere potrebbe essere utilizzato, per esempio, da eventuali astronauti su Marte per costruire vari composti organici, dai carburanti ai farmaci, tutte cose che altrimenti dovrebbero essere trasportare dalla Terra, con costi molto grandi.

Il dispositivo creato dai ricercatori di Berkeley cattura l'anidride carbonica e la converte in prodotti biologici (credito: Peidong Yang, UC Berkeley)
Il dispositivo creato dai ricercatori di Berkeley cattura l’anidride carbonica e la converte in prodotti biologici (credito: Peidong Yang, UC Berkeley)

Considerando che su Marte il 96% dell’atmosfera è fatta di anidride carbonica, l’unica cosa di cui questi nanofili di silicio, utilizzati come semiconduttori, hanno bisogno è l’acqua e l’energia solare oltre ai batteri che invece potrebbero essere facilmente trasportati dalla Terra.

A quel punto si può cominciare a fare della chimica utile, come lascia intendere Peidong Yang, professore di chimica e uno degli autori dello studio: “Per una missione nello spazio profondo, ti preoccupi del peso del carico utile e i sistemi biologici hanno il vantaggio di auto-riprodursi: non è necessario inviare molto. Ecco perché la nostra versione bioibrida è molto interessante”.

Per quanto riguarda la cattura della luce del Sole non dovrebbero esserci troppi problemi mentre per quanto riguarda l’acqua è ormai quasi certo che questa sia abbondante, sotto forma di ghiaccio, nelle calotte polari del pianeta.

Il dispositivo può estrarre anche l’anidride carbonica dall’aria sulla Terra per produrre composti organici, cosa che potrebbe essere utile per contrastare l’eccesso della stessa presenza di CO2 nell’atmosfera del nostro pianeta.
Il dispositivo funziona un po’ come la fotosintesi delle piante e si serve dei batteri Sporomusa ovata per convertire l’energia solare sotto forma di una molecola con due atomi di carbonio denominata acetato.

Queste possono poi essere utilizzate come elementi costitutivi per varie molecole organiche, da quelle dei carburanti fino a quelle delle materie plastiche o dei farmaci. Il sistema, rispetto alle piante, ha un’efficienza più alta.

“Questi nanofili di silicio sono essenzialmente come un’antenna: catturano il fotone solare proprio come un pannello solare”, spiega Yang. “All’interno di questi nanofili di silicio, genereranno elettroni e li alimenteranno con questi batteri. Quindi i batteri assorbono CO2, fanno la chimica e sputano acetato”.

Approfondimenti: Close-Packed Nanowire-Bacteria Hybrids for Efficient Solar-Driven CO2 Fixation: Joule (IA) (DOI: 10.1016/j.joule.2020.03.001)

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