У світі, де рівень вуглекислого газу в атмосфері досягає критичних значень, науковці знову доводять, що майбутнє порятунку планети може лежати не лише у політиці чи промисловості, а й у біоінженерії. Група вчених з Університету Чикаго (США) та Університету Кембриджа (Велика Британія) створила революційний матеріал, який імітує процес фотосинтезу, активно поглинаючи CO₂ з навколишнього середовища.
Що таке «живий» матеріал?
Новостворений матеріал — це гібридна структура, що поєднує в собі елементи живих клітин та синтетичних полімерів. Основа технології — використання фотосинтетичних мікроорганізмів, таких як ціанобактерії, вбудованих у тривимірну полімерну матрицю. Це дозволяє новому матеріалу не лише виживати в штучному середовищі, а й виконувати реальні біологічні функції, зокрема поглинання CO₂ і виділення кисню.
За словами провідного дослідника проєкту, професора Джеффрі Дюкаса, цей матеріал не лише стабільний і довговічний, але й «веде себе як живий організм». Він здатен пристосовуватись до умов довкілля, зберігаючи при цьому високу ефективність поглинання парникових газів.
Як працює ця технологія?
Фотосинтетичний матеріал функціонує аналогічно до листя рослини: він вловлює світло, воду та вуглекислий газ, а далі перетворює його у біомасу та кисень. Але на відміну від звичайних рослин, новий матеріал можна застосовувати у будь-якому середовищі — від стін будівель до фільтраційних систем.
Матеріал має мікропористу структуру, що дозволяє йому “дихати”, забезпечуючи ефективний обмін газів. Крім того, до складу матриці можуть додаватися ферменти або наночастинки для розширення функціоналу, зокрема для знешкодження оксидів азоту або інших токсичних речовин.
Потенційне застосування
Новий фотосинтетичний матеріал відкриває безліч перспектив для боротьби зі змінами клімату. Зокрема:
- Урбаністика: матеріал можна використовувати в екологічних фасадах будівель або «зелених» дахах, де він одночасно служитиме елементом дизайну й очищуватиме повітря.
- Промисловість: для фільтрації викидів на заводах або енергетичних підприємствах.
- Космічні місії: як джерело кисню на космічних станціях та майбутніх поселеннях на Марсі або Місяці.
Наскільки це ефективно?
Перші лабораторні експерименти показали, що 1 квадратний метр матеріалу може поглинути до 0,3 грама CO₂ за годину — показник, що дорівнює продуктивності невеликого листяного дерева в тих самих умовах. Проте вчені впевнені, що ефективність можна суттєво підвищити за рахунок оптимізації світлопоглинання та біохімічного складу.
Наступні кроки
У 2025 році планується запуск перших пілотних програм на міських об’єктах у Чикаго, Лондоні та Сінгапурі. Команда також веде переговори з компаніями, які спеціалізуються на біоенергетиці та сталому будівництві.
Погляд у майбутнє
Розробка такого фотосинтетичного «живого» матеріалу — це приклад того, як біологія, хімія та інженерія можуть об’єднатись у відповідь на найгостріші виклики нашого часу. У довгостроковій перспективі ці інновації можуть відіграти ключову роль у досягненні глобальних кліматичних цілей та формуванні нової екологічної парадигми.
«Ми не просто створюємо матеріал. Ми створюємо майбутнє, яке здатне саме себе захищати», — підсумовує професор Дюкас.
