Бактерии из пустыни стали основой для краски, производящей кислород и улавливающей углерод

Ученые из Университета Суррея создали инновационную краску, содержащую кислород-продуцирующие бактерии, способные улавливать диоксид углерода (CO₂). Исследователи предполагают, что эту краску, известную как «биопокрытие», можно использовать в экстремальных условиях, например, на космических станциях. Исследование опубликовано в журнале Microbiology Spectrum.

Биопокрытия — это тип водорастворимой краски, которая заключает живые бактерии в слои. Помимо улавливания углерода, они также могут служить биореакторами или биосенсорами.

Разработка Суррея, названная «Green Living Paint», содержит бактерию Chroococcidiopsis cubana, которая в процессе фотосинтеза производит кислород, улавливая CO₂. Этот вид обычно встречается в пустыне и для выживания требует мало воды. Классифицируемая как экстремофил, она может выживать в экстремальных условиях.

Доктор Сьюзи Хингли-Уилсон, старший преподаватель бактериологии в Университете Суррея, заявила: «С ростом парниковых газов, особенно CO₂, в атмосфере и опасениями по поводу нехватки воды из-за повышения глобальной температуры, нам необходимы инновационные, экологически чистые и устойчивые материалы. Механически прочные, готовые к использованию биопокрытия, или "живые краски", могут помочь решить эти проблемы, сократив потребление воды в обычно водоемких процессах на основе биореакторов».

Чтобы исследовать пригодность Chroococcidiopsis cubana в качестве биопокрытия, исследователи иммобилизовали бактерии в механически прочном биопокрытии из полимерных частиц и натуральных глиняных нанотрубок в воде, которое полностью высушивали перед регидратацией. Они наблюдали, что бактерии в биопокрытии производили до 0,4 г кислорода на грамм биомассы в день и улавливали CO₂. Непрерывные измерения кислорода не показали признаков снижения активности в течение месяца.

Для сравнения, исследователи провели аналогичные эксперименты с бактерией Synechocystis sp., другой цианобактерией, обычно встречающейся в пресной воде. В отличие от своего пустынного аналога, она не смогла производить кислород в составе биопокрытия.

Симоне Крингс, ведущий автор и бывший аспирант кафедры микробных наук Университета Суррея, сказала: «Фотосинтезирующие Chroococcidiopsis обладают необычайной способностью выживать в экстремальных условиях, таких как засуха и после высоких уровней воздействия УФ-излучения. Это делает их потенциальными кандидатами для колонизации Марса».