Uno studio congiunto dell'Università di Turku e del Centro di ricerca tecnica finlandese VTT ha dimostrato che la capacità delle cellule microbiche di fotosintesi di produrre bioidrogeno dall'energia solare può essere notevolmente migliorata attaccando le cellule a un film di nanocellulosa trasparente. Si prevede inoltre che il metodo migliori la produzione di altre sostanze biochimiche dalle cellule microalgali. I risultati sono stati pubblicati nella prestigiosa Journal of Materials Chemistry A .

Il lavoro di Yagut Allahverdiyeva (professore associato di biologia molecolare delle piante presso l'Università di Turku) e del suo team sull'utilizzo di microalghe fotosintetiche e cianobatteri è considerato tra i più promettenti fattori abilitanti della bioeconomia. Grazie alle semplici strutture di biofilm ingegnerizzate, l'energia solare catturata dalla fotosintesi può essere diretta nel prodotto finale desiderato in modo efficiente e controllato.

"Il ruolo chiave è svolto dall'immobilizzazione cellulare, cioè legare le cellule all'interno o su una superficie di una sostanza gelatinosa, per cui il metabolismo cellulare si sposta dalla crescita della biomassa alla produzione dei composti desiderati. Inoltre, attaccamento delle cellule a un sottile, il film trasparente riduce significativamente la perdita di energia luminosa rispetto alla normale coltivazione di microalghe nel mezzo di crescita, "dice Allahverdiyeva.

Il materiale idoneo all'immobilizzazione deve essere poroso, trasparente, resistente all'acqua e biologicamente compatibile con le cellule algali.

"Il film di nanocellulosa soddisfa tutti questi requisiti. È un sostituto efficace del materiale utilizzato fino ad ora, un polimero alginato con durabilità meccanica relativamente scarsa e bassa porosità. Il film di nanocellulosa trasparente sviluppato da VTT ha migliori prestazioni meccaniche e la sua porosità può essere facilmente adattata, "dice Tekla Tammelin, uno scienziato principale al VTT.

Lo studio ha rivelato l'elevata compatibilità della nanocellulosa con le alghe verdi e i cianobatteri produttori di idrogeno. Inoltre, i rendimenti di produzione di idrogeno delle cellule di alghe verdi erano chiaramente più alti per la membrana di nanocellulosa rispetto a quando si utilizzava l'alginato.

"Inoltre, il rilascio di molecole più grandi dell'idrogeno dal film di nanocellulosa può essere facilitato da una struttura ottimale dei pori, che sarà utilizzato nella futura produzione di altri prodotti biochimici richiesti dall'industria, come idrocarburi o terpeni, "dice Allahverdiyeva.