پژوهشگران با استفاده از نانوسیم و نوعی باکتری موفق به ایجاد فتوسنتز مصنوعی شدند؛ با این تفاوت که به جای آب و قند، ترکیبات شیمیایی نظیر بوتانول و متان تولید کردند که می‌تواند به‌عنوان سوخت استفاده شود.
ترکیب باکتری و نانوسیم برای ایجاد فتوسنتز مصنوعی
گیاهی مصنوعی را تصور کنید که تنها با نور خورشید می‌تواند گازوئیل و گاز طبیعی تولید کند. تصور کنید این سوخت‌ها بتوانند برای گرم کردن خانه و راه‌اندازی خودرو مورد استفاده قرار گیرند، بدون این که گاز گلخانه‌ای وارد محیط‌زیست شود.
محققان دانشگاه کالیفرنیا با ترکیب زیست‌شناسی و فناوری نانو، موفق به برداشتن گام‌های مهمی در این مسیر شده‌اند. پدونگ یانگ، استاد رشته شیمی این دانشگاه، موفق به ساخت برگ مصنوعی شده‌است که می‌تواند گاز متان تولید کند. متان از اجزاء اصلی گاز طبیعی است. محققان این پروژه برای این کار از ترکیب نانوسیم نیمه‌هادی و باکتری استفاده کردند. این گروه تحقیقاتی، سیستمی مشابه سیستم فوق طراحی کرده‌اند که در آن به جای متان، بوتانول تولید می‌شود که یکی از اجزاء اصلی گازوئیل است.
این گروه گام بزرگی به سوی فتوسنتز مصنوعی برداشته‌اند؛ نوعی از ادوات تولید انرژی که در آن با تقلید از طبیعت، نور خورشید و دی‌اکسید کربن به آب و قند تبدیل می‌شود. در این پروژه محققان به جای تولید قند، مواد سوختی تولید کردند که می‌توان آن را ماه‌ها یا سال‌ها ذخیره‌سازی کرد و با استفاده از زیرساخت‌های فعلی آن را به نواحی مختلف انتقال داد.
محققان این پروژه در نشستی که اخیراً داشته‌اند، اعلام کردند که این دستاورد به محققان کمک می‌کند تا ابزار جدیدی برای تحقیق روی فتوسنتز داشته باشند.
یانگ می‌گوید: «ما در تولید الکترون از نور خورشید موفق هستیم اما نمی‌توانیم مواد شیمیایی مختلف از نور خورشید تولید کنیم و همیشه در این حوزه محدودیت‌هایی داشته‌ایم. هدف ما در این پروژه نشان دادن امکان ترکیب باکتری با کاتالیست برای تولید مواد شیمیایی است. ما از فناوری نیمه‌هادی نیز در این پروژه بهره‌برداری کردیم. این یافته‌های اخیر به ما کمک می‌کند تا درک صحیحی از فرآیند فتوسنتز داشته باشیم و بتوانیم آن را بهینه‌سازی کنیم.»
نتایج این پژوهش در قالب مقاله‌ای با عنوان “Hybrid bioinorganic approach to solar-to-chemical conversion”در نشریه Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده‌است.
