Pesquisadores da Universidade do Colorado em Boulder desenvolveram organismos nanobio-híbridos capazes de usar dióxido de carbono e nitrogênio atmosférico para produzir uma variedade de plásticos e combustíveis. Pode parecer complexo, mas esse é um passo promissor no uso da poluição do ar para a fabricação ecologicamente correta de produtos químicos.

Usando pontos quânticos ativados por luz para disparar enzimas específicas dentro de células microbianas, os pesquisadores foram capazes de criar “fábricas vivas” que ingerem CO₂ nocivo e o convertem em produtos úteis como plástico biodegradável, gasolina, amônia e biodiesel. A captura de CO₂ combate a mudança climática e um dia poderá até mesmo substituir a fabricação intensiva de carbono para plásticos e combustíveis.

Captura ecológica de dióxido de carbono

O projeto teve seu início em 2013, quando os pesquisadores começaram a explorar o amplo potencial dos pontos quânticos nanoscópicos, semicondutores minúsculos semelhantes aos usados ​​em televisores. Os pontos quânticos podem ser injetados passivamente nas células dos micróbios e projetados para se fixarem e se autorreunirem às enzimas, por meio de comprimentos de onda específicos da luz.

A intenção da pesquisa era verificar se os pontos quânticos poderiam atuar como uma vela de ignição ao disparar enzimas específicas dentro de células microbianas que podem converter dióxido de carbono e nitrogênio em energia, mas não o fazem naturalmente devido à falta de fotossíntese.

Ao difundir os pontos especialmente adaptados nas células de espécies microbianas comuns encontradas no solo, os pesquisadores encontraram a solução. Agora, a exposição até mesmo a pequenas quantidades de luz solar indireta ativaria o apetite por CO₂ dos micróbios, sem a necessidade de qualquer fonte de energia ou alimento para realizar as conversões bioquímicas com uso intensivo de energia.

Os micróbios, que ficam inativos na água, liberam o produto resultante para a superfície, onde podem ser retirados e colhidos para fabricação. Diferentes combinações de pontos e luz produzem diferentes produtos: comprimentos de onda verde fazem com que as bactérias consumam nitrogênio e produzam amônia, enquanto comprimentos de onda mais vermelhos fazem os micróbios usarem o dióxido de carbono para produzir plástico.

O processo também mostra sinais promissores de poder operar em escala. O estudo descobriu que, mesmo quando as fábricas microbianas eram ativadas consistentemente por horas a fio, elas mostravam poucos sinais de exaustão ou depleção, indicando que as células podem se regenerar e, assim, limitar a necessidade de rotação.

Impacto ambiental garantido

O cenário futurista ideal segundo o pesquisadores seria ter residências e empresas familiares canalizando suas emissões de CO₂ diretamente para uma lagoa próxima, onde os micróbios os converteriam em bioplásticos. Os proprietários poderiam vender o produto resultante por um pequeno lucro, ao mesmo tempo que compensariam sua própria pegada de carbono.