Tokio Elm İnstitutu tərəfindən

Lisa Lock tərəfindən redaktə edilib , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kredit: ACS Davamlı Kimya və Mühəndislik (2026). DOI: 10.1021/acssuschemeng.6c00126

İnnovativ qaz fermentasiya prosesində karbon qazının konsentrasiyasının azaldılmasının bioloji parçalanan plastik poli[( R )-3-hidroksibutiratın mikrob istehsalını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırdığı aşkar edilmişdir. Tədqiqatçılar təhlükəsiz, yanmaz qaz şəraitində yetişdirilən hidrogen oksidləşdirici bakteriyaların daha aşağı _CO2 səviyyələrində bioloji parçalanan plastikin daha səmərəli istehsalına imkan verdiyini aşkar etdilər . Tədqiqat davamlı karbon təkrar emalı və səmərəli CO2 istifadəsi üçün perspektivli bir strategiya təqdim _edir .

_{Karbon qazı ( CO2} ) tullantılarının azaldılması səyləri dünya miqyasında sürətləndikcə, alimlər bu bol istixana qazını faydalı məhsullara çevirməyin yollarını araşdırırlar. Bir yanaşma, CO2-ni davamlı materiallara çevirmək üçün təbii olaraq mövcud olan mikroorqanizmlərdən istifadə edən mikrob CO2 _{çevrilməsidir} . _Xüsusilə , Ralstonia eutropha (hidrogen oksidləşdirici bakteriya) bu prosesdə geniş istifadə olunur və poli[( R )-3-hidroksibutirat] (P(3HB)) kimi bioloji parçalana bilən plastikləri sintez etmək üçün hidrogen, oksigen və CO2 _{-dən istifadə edir.}

Ənənəvi qaz fermentasiya sistemləri tez-tez alışqan diapazonda yüksək hidrogen konsentrasiyaları tələb edir ki, bu da prosesin təhlükəsizliyinə təsir göstərir. Bunu həll etmək üçün Yaponiyanın Tokio Elm İnstitutundan (Science Tokyo) bir tədqiqat qrupu əvvəllər yanmaz qaz kulturası sistemi hazırlamışdı.

_{İndi qrup, CO2} konsentrasiyasının tənzimlənməsinin təhlükəsiz iş şəraitində P(3HB) istehsalını necə yaxşılaşdıra biləcəyini araşdırmaq üçün yanmaz sistemdən istifadə etdi. Tədqiqata Science Tokyo Universitetinin Materialşünaslıq və Mühəndislik kafedrasından dosent Yuki Miyahara rəhbərlik edir və Science Tokyo Universitetindən aspirant Çih-Tinq Vanq, doktoranturadan sonrakı tədqiqatçı Ramamoorthi M. Sivaşankari və professor Takeharu Tsuge ilə əməkdaşlıq edir. Nəticələr ACS Sustainable Chemistry & Engineering jurnalında dərc olunub .

Miyahara izah edir: “Biz müşahidə etdik ki, CO2 konsentrasiyasının azaldılması _P (3HB) istehsalının daha yüksək olmasına gətirib çıxarır”.

_{Ənənəvi gözləntilərin əksinə olaraq, tədqiqatçılar CO2} tədarükünün təxminən 1,4%-ə endirilməsinin hüceyrələrdə P(3HB) yığılmasını əhəmiyyətli dərəcədə artırdığını aşkar etdilər. Bundan əlavə, bakteriyalar daha çox plastik istehsal etməklə yanaşı, həm də daha yüksək CO2 konsentrasiyaları altında yetişdirilən kulturalara nisbətən CO2-ni _{daha səmərəli} şəkildə çevirdilər .

_{Aşağı CO2} konsentrasiyalarının polimer istehsalını niyə yaxşılaşdırdığını daha yaxşı anlamaq üçün komanda, CO2-ni sürətlə bikarbonata çevirən bir ferment olan karbon anhidrazının (Can) rolunu araşdırdı _. Bu reaksiya hüceyrə metabolizması üçün qeyri-üzvi karbonun təmin edilməsində mühüm rol oynadığı üçün tədqiqatçılar fermentin aktivliyinin artırılmasının P(3HB) istehsalını artıra biləcəyini sınaqdan keçirdilər.

Nəticələr göstərdi ki, Can ifadəsinin artması P(3HB) yığılmasını artırır, lakin bu, yalnız aşağı CO2 _{şəraitində baş verir. Bu, xarici CO2} məhdud olduqda hüceyrələr daxilində səmərəli karbon emalının vacib olduğunu göstərir . Can ifadəsinin artması qeyri-üzvi karbonun kifayət qədər tədarükünü təmin edir və hüceyrələrə daha çox miqdarda bioloji parçalana bilən plastik istehsal etməyə imkan verir.

_{Miyahara şərh edir ki, “Aşağı CO2} və gücləndirilmiş Can aktivliyinin birləşmiş təsiri mikrob karbon istifadəsini yaxşılaşdırmaq üçün effektiv bir strategiya ortaya qoyur, onu daha təhlükəsiz və daha səmərəli edir”.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Müəlliflərə görə, aşağı CO2 _mövcudluğu karbon istifadəsinin səmərəliliyini artıran adaptiv hüceyrə reaksiyalarını tetikler. Buna görə də, böyüməni məhdudlaşdırmaq əvəzinə, orta CO2 _{çatışmazlığı} hüceyrələri mövcud karbondan daha effektiv istifadə etməyə təşviq edir və nəticədə daha çox polimer yığılması baş verir. Lakin, daha yüksək CO2 konsentrasiyaları altında _bu adaptiv reaksiyalar daha az nəzərə çarpır, çünki karbon artıq asanlıqla əldə edilə bilər.

Ümumilikdə, bu tədqiqat, işlənmiş qazlar kimi aşağı konsentrasiyalı CO2 mənbələrini bioloji parçalana bilən plastiklərə çevirə bilən _sənaye proseslərinin inkişafına ilham verir . Daha təhlükəsiz qaz emalı ilə təkmilləşdirilmiş karbon çevrilməsini birləşdirərək, bu yanaşma, ekoloji cəhətdən təmiz materiallar istehsal edərkən davamlı karbon təkrar emalı və istixana qazı tullantılarının azaldılması üçün perspektivli bir yol təqdim edir.

Gələcəkdə tədqiqatçılar prosesi daha da təkmilləşdirməyi və bu strategiyanı digər mikroorqanizmlərə və məhsullara tətbiq etməyi planlaşdırırlar. Bu irəliləyişlər tullantı karbonu geniş çeşiddə bərpa olunan materiallara çevirən yeni proseslərin inkişafını sürətləndirə və dairəvi karbon iqtisadiyyatına keçidi dəstəkləyə bilər.

Nəşr detalları

Chih-Ting Wang və digərləri, Ralstonia eutropha H16 tərəfindən poli[( R )-3-hidroksibutiratın] avtotrof istehsalına aşağı CO2 konsentrasiyasının _təsiri və Karbonik Anhidrazanın sinergetik təsiri, ACS Davamlı Kimya və Mühəndislik (2026). DOI: 10.1021/acssuschemeng.6c00126

Jurnal məlumatı: ACS Davamlı Kimya və Mühəndislik