(PhysOrg.com) -- Gli ingegneri dell'Università di Cincinnati escogitano una schiuma che cattura l'energia e rimuove l'anidride carbonica in eccesso dall'aria, grazie alle rane semi-tropicali.

Per decenni, gli agricoltori hanno cercato di trovare modi per ottenere più energia dal sole.

Nella fotosintesi naturale, le piante assorbono energia solare e anidride carbonica e poi la convertono in ossigeno e zuccheri. L'ossigeno viene rilasciato nell'aria e gli zuccheri vengono dispersi in tutta la pianta, come quel mais dolce che cerchiamo in estate. Sfortunatamente, l'allocazione dell'energia luminosa nei prodotti che utilizziamo non è efficiente come vorremmo. Ora i ricercatori di ingegneria dell'Università di Cincinnati stanno facendo qualcosa al riguardo.

I ricercatori stanno trovando modi per prendere energia dal sole e carbonio dall'aria per creare nuove forme di biocarburanti, grazie a una specie di rana semitropicale. I loro risultati sono stati appena pubblicati online su "Artificial Photosintesi nella schiuma a base di Ranaspumin-2" (5 marzo, 2010) sulla rivista “ Nano lettere .” (Sarà una storia di copertina per l'edizione cartacea in autunno.)

Professore assistente di ricerca David Wendell, lo studente Jacob Todd e il preside del College of Engineering and Applied Science Carlo Montemagno sono co-autore del documento, sulla base di una ricerca nel laboratorio di Montemagno nel Dipartimento di Ingegneria Biomedica. Il loro lavoro si è concentrato sulla creazione di un nuovo materiale fotosintetico artificiale che utilizza piante, batterico, rana e enzimi fungini, intrappolato all'interno di un alloggiamento in schiuma, produrre zuccheri dalla luce solare e dall'anidride carbonica.

La schiuma è stata scelta perché può concentrare efficacemente i reagenti ma consente un'ottima penetrazione della luce e dell'aria. Il design era basato sui nidi di schiuma di una rana semitropicale chiamata la rana di Tungara, che crea schiume molto longeve per i suoi girini in via di sviluppo.

“Il vantaggio per il nostro sistema rispetto alle piante e alle alghe è che tutta l'energia solare catturata viene convertita in zuccheri, considerando che questi organismi devono deviare una grande quantità di energia verso altre funzioni per mantenere la vita e riprodursi, "dice Wendell. “La nostra schiuma inoltre non utilizza terra, così la produzione alimentare non sarebbe interrotta, e può essere utilizzato in ambienti altamente arricchiti di anidride carbonica, come lo scarico delle centrali elettriche a carbone, a differenza di molti sistemi fotosintetici naturali”.

Aggiunge, “Nei sistemi vegetali naturali, troppa anidride carbonica interrompe la fotosintesi, ma il nostro non ha questa limitazione a causa della strategia di acquisizione di foto basata sui batteri”.

Ci sono molti vantaggi nell'essere in grado di creare una schiuma simile a una pianta.

“Puoi convertire gli zuccheri in molte cose diverse, compreso etanolo e altri biocarburanti, "Spiega Wendell. “E rimuove l'anidride carbonica dall'aria, ma mantiene gli attuali seminativi per la produzione di cibo”.

“Questa nuova tecnologia stabilisce un modo economico di sfruttare la fisiologia dei sistemi viventi creando una nuova generazione di materiali funzionali che incorpora intrinsecamente i processi vitali nella sua struttura, ” dice il preside Montemagno. “In particolare in questo lavoro presenta un nuovo percorso di raccolta dell'energia solare per produrre petrolio o cibo con efficienze che superano altre metodologie di produzione biosolare. Più in generale, stabilisce un meccanismo per incorporare le funzionalità presenti nei sistemi viventi nei sistemi che progettiamo e costruiamo”.

Il prossimo passo per il team sarà cercare di rendere la tecnologia fattibile per applicazioni su larga scala come la cattura del carbonio nelle centrali elettriche a carbone.

“Ciò comporta lo sviluppo di una strategia per estrarre sia il guscio lipidico delle alghe (usato per il biodiesel) sia il contenuto citoplasmatico (l'intestino), e riutilizzando queste proteine ​​nella schiuma, "dice Wendell. "Stiamo anche esaminando altre brevi molecole di carbonio che possiamo produrre alterando il cocktail di enzimi nella schiuma".

Montemagno aggiunge, "È un passo significativo nel mantenere la promessa della nanotecnologia".