09:34 2022-12-09
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Minerii microbieni ar putea ajuta oamenii să colonizeze Luna și Marte
_ Minerii microbieni ar putea ajuta oamenii să colonizeze Luna și Marte
Procesul biochimic prin care cianobacteriile dobândesc nutrienți din rocile din deșertul Atacama din Chile i-a inspirat pe inginerii de la Universitatea din California, Irvine să se gândească la noi moduri în care microbii ar putea ajuta oamenii să construiască colonii pe Lună și Marte.
Cercetătorii din cadrul Departamentului de Știința și Ingineria Materialelor al UCI și al Departamentului de Biologie al Universității Johns Hopkins au folosit microscopia electronică de înaltă rezoluție și tehnici avansate de imagistică spectroscopică pentru a obține o înțelegere precisă a modului în care microorganismele modifică atât mineralele naturale, cât și nanoceramice realizate sintetic. Un factor cheie, potrivit oamenilor de știință, este că cianobacteriile produc biofilme care dizolvă particulele de oxid de fier magnetic în rocile de gips, transformând ulterior magnetita în hematită oxidată.
Descoperirile echipei, care fac obiectul unei lucrări. publicat recent în revista Materials Today Bio, ar putea oferi o cale pentru noi metode de minerit biomimetic. Autorii au mai spus că văd rezultatele ca un pas către utilizarea microorganismelor în imprimarea 3D la scară largă sau în fabricarea aditivă la o scară care este utilă în inginerie civilă în medii dure, cum ar fi cele de pe Lună și Marte.
„Printr-un proces biologic care a evoluat de-a lungul a milioane de ani, acești minusculi mineri excavează roci, extragând mineralele care sunt esențiale pentru funcțiile fiziologice, cum ar fi fotosinteza, care le permit supraviețuirea”, a spus autorul corespondent David Kisailus, profesor de materiale UCI. știință și inginerie. „Ar putea oamenii să folosească o abordare biochimică similară pentru a obține și a manipula mineralele pe care le considerăm valoroase? Acest proiect ne-a condus pe această cale.”
Deșertul Atacama este unul dintre cele mai uscate și mai inospitaliere locuri de pe Pământ. , dar Chroococcidiopsis, o cianobacterie găsită în probele de gips colectate acolo de echipa Johns Hopkins, a dezvoltat „cele mai uimitoare adaptări pentru a supraviețui habitatului său stâncos”, a spus coautorul Jocelyne DiRuggiero, profesor asociat de biologie la Universitatea din Baltimore.
„Unele dintre aceste trăsături includ producerea de clorofilă care absoarbe fotoni roșu îndepărtat și capacitatea de a extrage apă și fier din mineralele din jur”, a adăugat ea.
Folosind microscoape electronice avansate și instrumente spectroscopice, cercetătorii au găsit dovezi ale microbilor din gips observând modul în care au fost transformate însăși mineralele conținute în interior.
„Celulele cianobacteriilor au promovat dizolvarea magnetitului și solubilizarea fierului prin producerea de extract abundent. substanțe polimerice celulare, care duc la dizolvarea și oxidarea magnetitului în hematit", a spus DiRuggiero. „Producția de siderofori [compuși de legare a fierului generați de bacterii și ciuperci] a fost îmbunătățită în prezența nanoparticulelor de magnetit, sugerând utilizarea lor de către cianobacterii pentru a obține fier din magnetit.”
Kisailus a spus modul în care microorganismele au spus. procesarea metalelor în locuința lor pustie l-a făcut să se gândească la propriile noastre practici de exploatare și producție.
„Când exploatăm minerale, de multe ori ajungem cu minereuri care pot prezenta provocări pentru extracția metalelor valoroase”, a spus el. . „Adesea trebuie să trecem aceste minereuri printr-o procesare extremă pentru a le transforma în ceva de valoare. Această practică poate fi costisitoare din punct de vedere monetar și din punct de vedere al mediului.”
Kisailus a spus că acum se gândește la o abordare biochimică folosind analogi naturali sau sintetici. la siderofore, enzime și alte secreții pentru a manipula minerale unde funcționează în prezent doar un concasor mecanic mare. Și făcând un salt de aici, el a spus că ar putea exista și o modalitate de a determina microorganismele să folosească capacități biochimice similare pentru a produce un material proiectat la cerere, în locații mai puțin convenabile.
„Eu o numesc „formare lunară” în loc de terraformare”, a spus Kisailus. „Dacă doriți să construiți ceva pe Lună, în loc să treceți prin cheltuiala ca oamenii să o facă, am putea avea sisteme robotizate de imprimare 3D și apoi să le reconfigureze microbii în ceva de valoare. Acest lucru ar putea fi făcut fără a pune în pericol. vieți umane."
El a adăugat că oamenii nu trebuie întotdeauna să folosească abordări edisoniene pentru a-și da seama cum să facă lucrurile.
"Aceasta este tema principală a mea Biomimetics și Nanostructurat. Laboratorul de materiale. De ce să încercăm să reinventăm roata când natura a perfecționat-o pe parcursul a sute de milioane de ani?" spuse Kisailus. „Trebuie doar să extragem secretele și planurile pentru ceea ce face natura și să le aplicăm sau să le adaptăm la ceea ce avem nevoie.”
Comentarii:
Adauga Comentariu