Inspirate din „Terminator”: la ce folosesc „particulele bionice” inventate de cercetătorii americani?

Inspirându-se din cyborgii din universul filmelor de ficţiune, precum Terminator, o echipă de oameni de ştiinţă americani a creat, în premieră, particule bionice cu ajutorul cărora urmăresc să imite unul dintre “miracolele” naturii: procesul prin care plantele transformă lumina solară în combustibil.

Particulele bionice au fost create prin combinarea semiconductorilor cu proteine.

Tehnologiile actuale de transformare a energiei solare în biocombustibili, fie cu ajutorul sistemelor artficiale, fie cu ajutorul unor organisme vii, au un randament scăzut, spun oamenii de ştiinţă, dar această nouă abordare bionică ar putea spori eficienţa acestor procese, spun cercetătorii de la Universitatea din Michigan şi Universitatea din Pittsburgh.

Particulele bionice îmbină calităţile unor materiale anorganice, care pot transforma rapid energia solară în energie a electronilor, cu molecule biologice cu funcţii biochimice complexe,perfecţionate prin evoluţie.

Cercetătorii au combinat telurura de cadmiu (un semiconductor folosit pentru fabricarea celulelor solare) cu citocromul C, o proteină pe care plantele o folosesc pentru a transporta electroni în cursul procesului de fotosinteză.

În această combinaţie, semiconductorul poate transforma o cuantă de energie solară într-un electron, iar citocromul C poate capta acest electron pentru a-l utiliza în reacţii specifice, în cadrul unor procese utile, de exemplu curăţarea mediului poluat cu petrol sau fabricarea de combustibili.

În cadrul acestor reacţii, trebuie să existe un trasfer de electroni între moleculele de citocrom C şi nanoparticulele de telurură de cadmiu. Cercetătorii s-au gândit că procesul ar fi  mai eficient dacă aceste două componente ar fi strâns conectate între ele, aşa că au pus la punct un procedeu care permite citocromului C şi teluririi de cadmiu să se asambleze formând superparticule cu diametrul de aproximativ 100 nanometri.

Aceste particule pot, de pildă, să înlăture atomi de oxigen din molecule de nitraţi, descompunându-le pe acestea în nitriţi (mai puţin toxici) şi oxigen. De asemenea, cercetătorii urmăresc să realizeze, cu ajutorul particulelor bionice, transformarea apei şi a dioxidului de carbon în gaze naturale - un proces asemănător fotosintezei realizate de plante.

Particulele sunt capabile să se reasambleze singure în cursul procesului, iar principiul utilizat la crearea lor ar putea fi folosit, în viitor, pentru a dezvolta şi alte sisteme bionice, prin combinarea unor componente din organismele vii cu elemente artificiale anorganice.