La fotosintesi dei batteri cyborg

Grazie a una corazza di semiconduttori, sfruttano acqua, luce e CO2 per produrre energia pulita, in un modo quattro volte più efficiente rispetto ai comuni pannelli solari.

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I batteri fotosintetici, rivestiti di nanocristalli semiconduttori.|Kelsey K. Sakimoto

In uno dei più recenti tentativi di riprodurre la fotosintesi in laboratorio, un gruppo di scienziati dell'Università di Harvard ha creato batteri cyborg capaci di generare energia e biomateriali con un processo efficiente, semplice e poco costoso.

 

I microrganismi trattati per sviluppare, crescendo, un'armatura di nanocristalli semiconduttori sulla superficie, sfruttano luce, acqua e CO2 non per ricavare ossigeno e glucosio, come fanno le piante, ma acido acetico, un composto chimico usato come base per produrre polimeri e biocarburanti. La ricerca è stata di recente presentata al meeting dell'American Chemical Society, a Washington.

 

Meglio dell'originale. La fotosintesi fornisce ossigeno ed energia alla maggior parte delle forme di vita terrestri, ma la clorofilla - il pigmento su cui si basa - è piuttosto inefficiente, e i tentativi di riprodurre il processo artificialmente si sono rivelati, finora, complessi e costosi.

 

Curiosità: il giardino dei nanofiori di cristallo. | Courtesy of Harvard University

Il nuovo approccio ha aggirato il problema equipaggiando alcuni batteri con pannelli solari di dimensione nanometrica: cristalli semiconduttori (efficienti nell'assorbire la luce) a base di solfuro di cadmio, che i batteri sviluppano in risposta a un "bagno" di questo metallo pesante.

 

Poiché alcuni microrganismi hanno difese naturali contro mercurio, cadmio e piombo, che trasformano in solfuri, è bastato immergere i microbi in un "brodo", una soluzione con una piccola concentrazione di cadmio disciolto, perché formassero, in un paio di giorni, gli agglomerati di nanocristalli, trasformandosi in nanocelle solari viventi.

 

Materia prima. I nuovi organismi ibridi hanno prodotto, a partire da acqua, luce e CO2, acido acetico con un'efficienza dell'80%, quattro volte più alta di quella dei pannelli solari in commercio, e oltre sei volte quella della clorofilla. Altri ceppi di microbi ghiotti di acido acetico sono già noti per saper trasformare il composto in butanolo (un tipo di biocarburante) o in polimeri. Le potenzialità di questo approccio potrebbero insomma essere assai più ampie del previsto.

 

 

 

23 Agosto 2017 | Elisabetta Intini