Sự gia tăng khí nhà kính và hậu quả của cuộc khủng hoảng khí hậu đang khiến các nhà khoa học phải suy nghĩ sáng tạo khi nói đến việc lưu trữ carbon dioxide. Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một loại sơn chứa vi khuẩn lam sống có khả năng tạo ra oxy và thu giữ carbon dioxide, đồng thời có khả năng chịu được môi trường khắc nghiệt, nghĩa là loại sơn mới có thể được sử dụng ở nhiều khu vực bao gồm cả không gian vũ trụ.
Chúng tôi đã thấy vi khuẩn lam, hay tảo xanh lam, được đề xuất làm khối xây dựng cho vật liệu mới vật liệu xanh do đặc tính quang hợp của chúng.
Vi khuẩn lam cố định carbon dioxide thông qua quá trình quang hợp và chuyển nó thành các hợp chất hữu cơ. Chúng có thể thực hiện quá trình quang hợp hiệu quả ngay cả trong môi trường khắc nghiệt. Ngoài ra, chúng phát triển nhanh chóng và trong hầu hết các trường hợp có thể được biến đổi gen.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Surrey ở Anh đã phát triển một loại sơn gốc nước có thể tạo ra oxy và hấp thụ carbon dioxide, đồng thời chứa một loại vi khuẩn lam. Họ gọi đó là 'sơn sống xanh'.
Suzie Hingley-Wilson, tác giả tương ứng của nghiên cứu, cho biết: "Với sự gia tăng khí nhà kính trong khí quyển, đặc biệt là carbon dioxide và lo ngại về tình trạng thiếu nước do nhiệt độ toàn cầu tăng cao, chúng ta cần các vật liệu bền vững, thân thiện với môi trường và bền vững về mặt cơ học. Các lớp phủ sinh học (hoặc 'lớp phủ sống') sẵn sàng sử dụng về mặt cơ học có thể giúp giải quyết những thách thức này bằng cách giảm mức tiêu thụ nước trong lò phản ứng sinh học thường sử dụng nhiều nước. "
Các nhà nghiên cứu đã bắt đầu cố định vi khuẩn lam có hoạt tính trao đổi chất trong một lớp phủ xốp nhưng bền về mặt cơ học, cho phép chúng cố định cacbon và tạo ra oxy. Họ so sánh ba loại vi khuẩn lam và phát hiện ra rằng Chroococcidiopsiscubana hoạt động tốt nhất. C. cubana là một chủng "cực đoan", nghĩa là nó có thể chịu được nhiệt độ và độ pH khắc nghiệt, nồng độ muối cao, môi trường khô cằn và bức xạ.
Quá trình nghiên cứu tương đối đơn giản. Các nhà nghiên cứu đã cố định vi khuẩn lam trong lớp phủ sinh học làm từ các hạt polymer trong nước, sau đó làm khô hoàn toàn và bù nước. Họ phát hiện ra rằng so với các loài khác được sử dụng, Chroococcidiopsis vẫn tồn tại và khả năng sản xuất oxy của nó tăng lên đều đặn, đạt đỉnh 0,4 gam oxy trên mỗi gam sinh khối mỗi ngày. Một tháng đo liên tục lượng oxy hòa tan cho thấy hoạt động của nó không có dấu hiệu suy giảm. Họ ước tính lượng carbon thu được là 0,31 gam carbon dioxide trên mỗi gam sinh khối mỗi ngày.
Các nhà nghiên cứu cho biết kết quả của họ cho thấy vi khuẩn lam cực trị là ứng cử viên lý tưởng cho lớp phủ sinh học và các công nghệ sinh học khác, kể cả trong không gian vũ trụ.
Simone Krings, tác giả đầu tiên của nghiên cứu, cho biết: "Vi khuẩn lam quang hợp có khả năng tồn tại phi thường trong môi trường khắc nghiệt, chẳng hạn như hạn hán và sau mức độ bức xạ cực tím cao. Điều này khiến chúng trở thành ứng cử viên tiềm năng cho việc xâm chiếm sao Hỏa."
Nghiên cứu trong tương lai sẽ tập trung vào việc tối ưu hóa việc sử dụng chủng vi khuẩn lam này làm lớp phủ sinh học.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Quang phổ vi sinh.