Tảo hoạt động như các nhà máy lọc sinh học cực nhỏ
bởi Đại học Konstanz
Quá trình phản ứng olefin xúc tác có thể được thực hiện ở vi tảo sống. Trong quá trình này, các axit béo được lưu trữ trong các bào quan lipid của tảo được chuyển đổi thành các khối xây dựng polyme và các chất hóa học. Tín dụng: Mecking Group
Một số nguyên liệu thô có hạn, không có sẵn và có thể chiết xuất được ở mọi nơi trên thế giới — vì chúng ta đang nhận thức sâu sắc ngay bây giờ qua ví dụ về nhiên liệu hóa thạch và giá năng lượng tăng. Do đó, các nguồn nguyên liệu có thể tái tạo sẽ ngày càng đóng vai trò quan trọng trong tương lai như các nguồn năng lượng, nhưng lý tưởng nhất cũng là nhà cung cấp các khối xây dựng cho các hóa chất và vật liệu tương thích với môi trường hơn.
Để sử dụng các nguyên liệu thô tái tạo - chẳng hạn như dầu thực vật - để sản xuất hóa chất, trước tiên chúng phải được xử lý và trong một số trường hợp được chuyển đổi về mặt hóa học. Trong ngành công nghiệp, quá trình này thường được gọi là tinh chế. Cho đến nay, các quy trình phức tạp đã được yêu cầu để chiết xuất và tách các nguyên liệu thô sinh học từ các tế bào mà chúng được sản xuất, trước khi các nguyên liệu này có thể được nâng cấp và xử lý thêm.
Mở rộng bộ máy tự nhiên của tế bào
Nhà nghiên cứu tiến sĩ Natalie Schunck và Giáo sư Stefan Mecking từ Khoa Hóa học tại Đại học Konstanz hiện đã mở ra một cách để thực hiện bước nâng cấp nguồn nguyên liệu bền vững hiệu quả hơn nhiều. Họ đã thành công trong việc đưa các chất xúc tác tổng hợp phù hợp, những chất mang lại các phản ứng nâng cấp mong muốn, vào tảo đơn bào — cụ thể là, đến nơi sản xuất và lưu trữ lipid của chúng.
Trong bài báo gần đây của họ trên Angewandte Chemie International Edition, các nhà nghiên cứu mô tả cách các chất xúc tác được vận chuyển thành công đến đích của chúng. Ngoài ra, họ cung cấp bằng chứng cho thấy chất xúc tác mà họ đã sử dụng vẫn ổn định trong các ngăn lưu trữ lipid của tế bào tảo và hoàn thành nhiệm vụ dự kiến ở đó: chuyển đổi các axit béo không bão hòa của tế bào tảo thành các khối xây dựng chuỗi dài được sửa đổi phù hợp. để sản xuất hóa chất bền vững.
"Bằng cách đưa vào các chất xúc tác, chúng tôi đã cố gắng thêm một phản ứng hóa học vào máy móc của tảo không xảy ra trong tự nhiên nhưng có liên quan nhiều đến việc nâng cấp dầu và chất béo trong công nghiệp chế biến nguyên liệu thô – phản ứng siêu phân bào tảo. Do đó, các tế bào tảo có thể được quay Mecking nói.
Liên kết carbon dioxide trong khí quyển
Loại vi tảo mà Schunck chọn là một thử thách, bởi vì chúng sở hữu một thành tế bào cần phải vượt qua. Để vẫn đưa chất xúc tác của cô ấy đến đích, nhà nghiên cứu đã sử dụng một mẹo: Cô ấy kết hợp chất xúc tác với một loại thuốc nhuộm thường được sử dụng để nhuộm các kho chứa lipid của tế bào tảo. Bằng cách này, cô có thể đảm bảo và cũng quan sát được rằng chất xúc tác đạt được mục tiêu của nó.
Mecking giải thích: "Natalie Schunck đã thành công trong công việc thí nghiệm rất khó khăn này nhờ những phẩm chất nổi bật của cô ấy là một nhà nghiên cứu.
Những ưu điểm quyết định của những loại tảo như vậy là rõ ràng: Chúng quang dưỡng, sử dụng carbon dioxide trong khí quyển làm nguồn carbon và ánh sáng mặt trời làm nguồn năng lượng cho quá trình quang hợp của các hợp chất hóa học phức tạp, chẳng hạn như axit béo của chúng. Điều này khiến họ trở thành những ứng cử viên đầy hứa hẹn khi tìm kiếm các nhà sản xuất tài nguyên tái tạo.
Mecking kết luận: “Bằng cách mở rộng phạm vi chức năng của tảo, chúng ta đang tiến một bước gần hơn đến việc sử dụng chúng trong dài hạn như một vi sinh vật sống cho các hóa chất bền vững,” Mecking kết luận.
