22 स्वर्ण परमाणुओं (एयू 22) से बने प्रकाश अवशोषित नैनोकल बैक्टीरिया झिल्ली दीवार के माध्यम से फिसलने के लिए काफी छोटे हैं। इमेज सोर्स: बर्कले कॉलेज ऑफ केमिस्ट्री

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वैज्ञानिक वैकल्पिक ऊर्जा की खोज में सिंथेटिक बैक्टीरियल प्रकाश संश्लेषण में गोल्ड नैनोकणों का उपयोग करते हैं

CALIFORNIA -BERKELY की ऊर्जा - ऊर्जा के वैकल्पिक स्रोतों की खोज में हाल ही में किए गए एक नवाचार ने प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले जीवाणुओं को सौर रिसेप्टर्स में बदल दिया है जो कार्बन डाइऑक्साइड, पानी और सूर्य के प्रकाश को सौर ईंधन में परिवर्तित करने में सक्षम हैं।

यह ग्राउंड-ब्रेकिंग रिसर्च प्रकाश संश्लेषण की एक सिंथेटिक विधि का विकास है। प्रकृति में, प्रकाश संश्लेषण वह तंत्र है जिसके द्वारा पौधे सूर्य के प्रकाश को पकड़ने और ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए क्लोरोफिल का उपयोग करते हैं।

छवि स्रोत: वैगनिंगिन विश्वविद्यालय और अनुसंधान

वैज्ञानिक मोरेला थर्मोएसेटिका के बाहरी झिल्ली में कैडमियम सल्फाइड (CdS) के प्रकाश-अवशोषक नैनोक क्रिस्टलों को संलग्न करके प्राकृतिक प्रकाश संश्लेषण की नकल करने में सक्षम थे, जो इसकी प्राकृतिक अवस्था में एक गैर-प्रकाश संश्लेषक जीवाणु है। इस प्रक्रिया के माध्यम से, उन्होंने इसे एक हाइब्रिड बैक्टीरियल प्रकाश संश्लेषण मशीन में बदल दिया है जो प्राकृतिक प्रकाश संश्लेषण को बेहतर बनाता है।

पेइडॉन्ग की प्रयोगशाला में शोध करने वाले केल्सी के। सकिमोटो कहते हैं, "धूप की फसल काटने के लिए अयोग्य क्लोरोफिल पर भरोसा करने के बजाय, मैंने बैक्टीरिया को सिखाया है कि वे अपने शरीर को छोटे अर्धचालक नैनोक्रिस्टल्स के साथ कैसे विकसित और कवर करें।" यांग, यूसी बर्कले में एक रसायन विज्ञान के प्रोफेसर हैं। "ये नैनोक्रिस्टल्स क्लोरोफिल की तुलना में बहुत अधिक कुशल हैं और निर्मित सौर पैनलों की लागत के एक अंश पर उगाए जा सकते हैं।"

जब सूर्य की रोशनी सीडीएस नैनोकणों से टकराती है, तो एक आवेशित इलेक्ट्रॉन उत्पन्न होता है जो जीवाणु के आंतरिक भाग से होकर गुजरता है। इलेक्ट्रॉन एंजाइमों के साथ संपर्क करता है, जिससे कार्बन डाइऑक्साइड की कमी होती है, जो अंततः एसीटेट का उत्पादन करती है, एक ऐसा रसायन जो सौर ईंधन बनाने में महत्वपूर्ण है।

इस प्रक्रिया के माध्यम से, उन्होंने मोरेला थर्मोएसेटिका को हाइब्रिड बैक्टीरियल फोटोसिंथेसाइज़र, एम। थर्मोएसेटिका-सीडीएस में बदल दिया है, जो पौधे के जीवन में प्राकृतिक प्रकाश संश्लेषण को बेहतर बनाता है। हाइब्रिड एक शून्य-अपशिष्ट प्रौद्योगिकी है क्योंकि यह स्व-पुनर्जन्म और आत्म-प्रतिकृति है, जिसमें दक्षता दर 80 प्रतिशत से अधिक है।

हालांकि यह मॉडल असाधारण रूप से आशाजनक लग रहा था, वैज्ञानिकों ने ध्यान दिया कि कुछ इलेक्ट्रॉनों को बैक्टीरिया सेल के भीतर अन्य रसायनों के साथ बातचीत के माध्यम से खो दिया गया था। खोए हुए इलेक्ट्रॉनों की समस्या का समाधान करने के लिए उन्होंने कोशिका के भीतर एक और अर्धचालक पेश किया: 22 स्वर्ण परमाणुओं (Au22) से बने प्रकाश अवशोषित नैनोकल, जो बैक्टीरिया झिल्ली दीवार के माध्यम से फिसलने के लिए काफी छोटे हैं। परिणाम एक बायोहिब्रिड सिस्टम है, जो अतिरिक्त सीडीएस मॉडल के साथ उत्पादन की तुलना में अधिक उपज प्रदान करता है।

"हमने एयू 22 को चुना क्योंकि यह दृश्यमान प्रकाश को अवशोषित करने के लिए आदर्श है और इसमें सीओ 2 कटौती प्रक्रिया को चलाने की क्षमता है, लेकिन हमें यकीन नहीं है कि यह बैक्टीरिया के साथ संगत होगा," यांग ने कहा। "जब हमने माइक्रोस्कोप के नीचे उनका निरीक्षण किया, तो हमने पाया कि बैक्टीरिया इन Au22 समूहों से भरे हुए थे - और अभी भी खुशी से जीवित थे।"

जीवाणु झिल्ली दीवार के माध्यम से फिसलने के लिए Au22 काफी छोटा है। छवि क्रेडिट: पेइदोंग यांग, यूसी बर्कले

सिंथेटिक प्रकाश संश्लेषण का यह विकास वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों की खोज के लिए संभावित समाधान प्रदान कर सकता है, “सिंथेटिक जीव विज्ञान और CO2 कमी के उत्पाद क्षेत्र का विस्तार करने की क्षमता इस तकनीक को एक प्रतिस्थापन, या कई प्रतिस्थापनों में से एक के रूप में बदलने के लिए महत्वपूर्ण होगी। पेट्रोकेमिकल उद्योग, “सकिमोटो कहते हैं।

वैज्ञानिक इस नई तकनीक के विकास को जारी रखने का इरादा रखते हैं, "इसके बाद, हम लागत कम करने, इन बायो-हाइब्रिड प्रणालियों के लिए जीवनकाल में सुधार और क्वांटम दक्षता में सुधार करना चाहते हैं।"

सूत्रों का कहना है:

उपयोगी यौगिकों (वीडियो) में सूर्य के प्रकाश को बदलते समय साइबोर्ग बैक्टीरिया पौधों को उखाड़ फेंकते हैं। (2017, 22 अगस्त)। Https://www.acs.org/content/acs/en/pressroom/newsreleases/2017/august/cyborg-bacteria-outperform-plants-when-turning-sunlight-into-useful-compounds-video.html से पुनर्प्राप्त किया गया

सकिमोटो, के। के।, वोंग, ए। बी। और यांग, पी। (2016, जनवरी 01)। सौर-से-रासायनिक उत्पादन के लिए नॉनफोटोसाइनेटिक बैक्टीरिया के स्व-फोटोसेंसिटाइजेशन। Http://science.sciencemag.org/content/351/6268/74 से लिया गया

सोने के लिए एक जीवाणु की असामान्य भूख के माध्यम से सौर ईंधन की कटाई। (एन.डी.)। Https://chemistry.berkeley.edu/news/harvesting-solar-fuels-through-bacterium-unusual-appetite-gold से लिया गया