Oamenii de știință au descoperit o modalitate mai ieftină și mai eficientă de a produce o reacție chimică care stă la baza multor procese biologice. Această descoperire poate constitui începutul pentru a produce biocombustibil din plante într-un mod sustenabil.
De ani de zile, cercetătorii din toate colțurile globului încearcă să creeze biocombustibili și alte bio-produse într-un mod mai ieftin; acest studiu sugerează că acest lucru este posibli.
”Procesul de convertire a zahărului în alcool trebuie să fie foarte eficient dacă ne dorim ca produsul final să fie competitiv pe piața combustibilor fosili,” afirmă Venkat Gopalam, autorul principal al lucrării și profesor de chimie și biochimie la Universitatea Ohoi. ”Procesul în sine este bine stabilit, dar costul ridicat îl face non-competitiv, chiar și cu semnificative finanțări guvernamentale. Noile descoperiri pot ajua în scăderea prețului de producție.”
O modalitate ieftină și simplă de a a crea „moleculele ajutătoare” care permit carbonului din celule să fie transformat în energie. Aceste molecule ajutătoare (co-factori – NADH, NADPH) sunt cunoscute pentru capacitatea lor de a transforma zahărul din plante în butanol sau etanol pentru combustibili și au un rol important în încetinirea metabolismului celulelor canceroase, fiind folosite în tratamentul anumitor tipuri de cancer. Din păcate, moleculele ajutătoare sunt foarte scumpe.
„Dacă putem reduce costul producției la jumătate, biocombustibilii ar deveni foarte atractivi„ a spus Vish Subramaniam, autor și profesor de inginerie, „Butanolul nu este folosit ca aditiv din cauza costului ridicat. Dar dacă îl putem face mai ieftin, brusc calculele se vor schimba. Co-factorii sunt scumpi și reduc prețul producției.”
Pentru a putea crea acești cofactori în laborator, cercetătorii au construit un electrod din straturi de nichel și cupru, două materiale ieftine. Acest electrod le-a permis să recreeze NADH și NADHPH. Apoi, cercetătorii au folosit aceste molecule ajutătoare pentru a produce alcool dintr-o altă moleculă. Electrodul construit poate ajuta în convertirea biomasei – a celulelor plantelor – în bio combustibili.
Descoperirea lor poate ajuta în alte aplicații sintetice. Va fi posibil ca oamenii de știință să controleze flow-ul de electroni și în cazul anumitor celule canceroase, cu potențialul de a încetini dezvoltarea și abilitatea de a se metastaza.
Subramaniam și-a petrecut mult timp al carierei sale creând plante sintetice, capabile să convertească, prin energie solară, dioxidul de carbon în oxigen. La o scară mare, descoperirile sale s-ar putea adresa direct crizei climatice, dacă ar fi realizate la scară largă.
”Am fost mereu interesat de întrebarea – Putem crea o plantă sintetică? Putem rezolva problema dioxidului de carbon și implicit a încălzirii globale?” Spune Subramaniam. ”Distrugerea habitatelor naturale face ca plantele să fie impractice în curățarea aerului, dar care sunt celelalte modalități prin care putem face acest lucru?”
Noua descoperire poate fi un pas important către țelul mare: Plantele utilizează co-factori pentru a transforma dioxidul de carbon în zahăr, care prin fotosinteză devin oxigen. Dacă reușim să fim eficienți în producția de co-factori acest lucru ar face posibilă reacția artificială de fotosinteză.
Deși aceste posibilități sunt încă departe de a fi realizate. Prima aplicație practică este pentru producerea bio-combustibilor.
Acest studiu a fost realizat prin munca unitară a biochimiștilor și a inginerilor, care s-au unit pentru a încerca să rezolve una dintre cele mai mari probleme ale societății.
