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穿上“外衣”的綠藻 光合作用時(shí)也能產(chǎn)氫

  • 發(fā)布時(shí)間:2015-11-13 01:31:17  來源:科技日?qǐng)?bào)  作者:佚名  責(zé)任編輯:羅伯特

  ■新知

  氫能綠色環(huán)保,是十分理想的零碳能源。

  但是,氫氣當(dāng)前主要從石油中制取,成本非常高??茖W(xué)家們一直在探索:能否借助自然界中現(xiàn)成的“設(shè)備”,來制造氫氣。

  浙江大學(xué)研究人員通過跨學(xué)科合作,給綠藻細(xì)胞披上一層二氧化硅“外衣”,使其能在自然條件下持續(xù)不斷地利用光合作用,高效產(chǎn)氫,每升綠藻可以產(chǎn)生17毫升氫氣。這是生物光合產(chǎn)氫領(lǐng)域取得的一次重要突破,為化學(xué)手段改造光合生物,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光生物產(chǎn)氫,提供了全新的思路。

  相關(guān)論文發(fā)表在近期出版的德國《應(yīng)用化學(xué)》上。

  30多年前,科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)綠藻細(xì)胞中存在著一種氫酶。當(dāng)它被激活后,綠藻進(jìn)行光合作用時(shí)就能產(chǎn)生氫氣。

  “但是氫酶對(duì)氧氣非常敏感,在正常光照條件下,氫酶會(huì)迅速失去活性,綠藻產(chǎn)生的只能是氧氣。”11月9日,課題組負(fù)責(zé)人徐旭榮副教授接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說,氫酶被激活產(chǎn)生氫氣這種情況,是綠藻在應(yīng)對(duì)缺氧的狀況下,產(chǎn)生的一種應(yīng)激反應(yīng)。

  能否對(duì)綠藻進(jìn)行改造,隔絕氧氣,喚醒氫酶呢?

  徐旭榮的合作者之一,浙大化學(xué)系唐睿康教授有一項(xiàng)絕活——能通過生物礦化手段,給細(xì)胞“穿”上一層外衣,在不改變生物原本屬性的情況下,賦予細(xì)胞新的性能。

  如果綠藻也被“包裹”起來,是否可以人為制造缺氧環(huán)境呢?

  課題組嘗試用二氧化硅去包裹綠藻。

  實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了有趣的現(xiàn)象:當(dāng)“穿”著二氧化硅外衣的綠藻逐漸粘合在一起,形成了一個(gè)個(gè)綠藻團(tuán)聚體時(shí),科學(xué)家在培養(yǎng)綠藻的試管上方,用探針檢測(cè),既探測(cè)到了氧氣,也探測(cè)到了氫氣。

  實(shí)驗(yàn)證實(shí),在正常的光照條件下,綠藻團(tuán)聚體能持續(xù)地產(chǎn)生氫氣,目前最長時(shí)間可達(dá)72小時(shí)。

  “在電子顯微鏡下,我們看到直徑大約100微米的綠藻復(fù)合體,里面包含大約5000個(gè)左右綠藻?!闭n題組博士生熊威解釋說。

  目前,研究團(tuán)隊(duì)正在試圖破解綠藻生長失控的難題?!?2小時(shí)以后,如果‘抱團(tuán)’的綠藻越來越多,綠藻團(tuán)就會(huì)解散,產(chǎn)氫的過程又會(huì)停止?!毙芡f,他們正在尋找新方法,能控制綠藻的繁殖,那樣離工業(yè)應(yīng)用又近了一步。 (通訊員周煒 本報(bào)記者林莉君)

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