創新藍藻環保塗料可產生氧氣、捕碳

THE MERIT TIMES

編譯／韋士塔 2023-11-04

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人類尋求殖民外太空時，生物塗層是重要工具。圖／網路

古巴色球菌能吸收二氧化碳並產生氧氣，在極端條件下繁衍生息。圖／網路

含有特殊細菌的生物塗層，能產生氧氣並捕獲二氧化碳。圖／網路

薩里大學的科學家研發創新塗料，可在外太空等極端環境使用。圖／網路

編譯／韋士塔

英國薩里大學（University of Surrey）的科學家發明了一種創新塗料，成分中含有能捕捉二氧化碳的產氧細菌；研究人員表示，這種「活性環保塗料」可在極端環境使用，例如：太空站，未來可能成為人類殖民外太空的重要工具。

薩里大學細菌學高級講師辛格麗（Suzie Hingley-Wilson）博士表示：「隨著大氣中溫室氣體，尤其是二氧化碳的增加，以及全球暖化引發的氣候危機、水資源短缺問題，我們需要創新、環保及永續的材料，以減少水資源的消耗；性能穩定的生物塗料，就是解決方案。」

科學家們在封存二氧化碳方面，已跳脫原有的框架；為了應對現有的環境挑戰，科學家從生物塗料著手，這是一種水性塗料，可把活菌包覆起來，這些細菌不僅具有捕獲二氧化碳的功能，還能充當生物反應器或生物感測器。在尋找菌種的過程，藍菌（cyanobacteria，也稱藍綠藻）因其光合作用的特性，被選為新型環保材料的重要材料。

薩里大學的研究團隊在發表於《微生物學光譜》（Microbiology Spectrum）期刊的報告表示，藍菌能夠鎖住二氧化碳，並透過光合作用把二氧化碳轉化為有機化合物。

更重要的是，藍菌的生命力強韌，在惡劣的環境存活，並以極高的效率進行轉化活動；此外，藍菌的生長速度極快，且適合進行基因改造，能透過基因工程製作出適合不同環境、任務的基改藍菌。

為了尋找最理想的菌種，研究人員比較了3種藍菌，發現「古巴色球菌」（Cuban Chroococcidiopsis）的表現最佳。

古巴色球菌通常存在於沙漠地區，是一種「極端微生物」菌株，只需極少水分就能生存，能承受極端溫度、酸鹼值、高鹽濃度、乾旱環境及輻射。

另外一種生存在淡水的藍菌，產氧效果並不理想。

研究人員把古巴色球菌用於生物塗料，置入由聚合物顆粒製成的生物塗料，測試後證實這種創新的活性塗料，能在極端環境下捕碳並釋出氧氣。此外，在不同的菌種中，古巴色球菌的活力最充沛，可連續30天捕碳製氧活動，且產氧率最高，每克塗料每天可捕獲0.31克二氧化碳，產生0.4克氧氣。

研究團隊成員、薩里大學數理學院授凱迪（Joseph Keddie）說：「這是一項跨學科的計畫，我們希望這種創新的生物塗料，能為更永續的未來做出貢獻，這也是本校永續發展研究所（Institute for Sustainability）的願景。」

這項研究的第一作者、薩里大學微生物科學研究員柯林斯（Simone Krings）表示：「能夠進行光合作用的色球菌擁有非凡的生命力，能在乾燥、紫外線輻射的環境存活，是殖民火星時，非常理想的生物塗料成分。我們會進一步優化古巴色球菌生物塗料。」

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