Растениям энергия, полученная в процессе фотосинтеза, позволяет превращать поглощенный из атмосферы углекислый газ в органические вещества — строительный материал для клеток. Ученые давно пытались скопировать этот механизм, но все предыдущие исследования заканчивались неудачно. Прорыв удалось совершить ученым из Массачусетского технологического института и Калифорнийского университета в Риверсайде. Они создали материал, который поглощает CO2 из воздуха для восстановления повреждений.
Команда сосредоточилась на изучении работы хлоропластов — клеточных компонентов, в которых происходит фотосинтез. Обычно эти органоиды погибают в течение нескольких часов после извлечения из клетки. Исследователям удалось значительно увеличить срок их жизни.
Соединив хлоропласты, глюкозу, фермент глюкозооксидазу и полимерную матрицу, ученые получили гелеобразное вещество, которое под воздействием света поглощает атмосферный углекислый газ и встраивает его в свою структуру.
Пока материал недостаточно прочен, чтобы применять его в строительстве, но его уже можно использовать в ремонтных работах и для создания защитных покрытий. При появлении трещин или царапин соединение заполнит их само, без каких-либо действий со стороны человека.
В отличие от существующих самовосстанавливающихся материалов, которые необходимо активировать с помощью нагрева или УФ-излучения, новому соединению необходимы только свет и воздух.
Команда уже нашла способ производить самовосстанавливающийся материал тоннами и сейчас работает над улучшением его свойств. Например, ученые планируют заменить хлоропласты небиологическими катализаторами. Исследователи надеются, что их разработка позволит создавать надежные материалы, безопасные для климата и окружающей среды.
Многие специалисты уверены, что искусственный фотосинтез может стать одной из важнейших технологий будущего. Например, он позволит массово производить водород, экологически чистое топливо. Чтобы сделать процесс более дешевым и быстрым, британские исследователи создали специальный катализатор на основе индия.
