Bakteri toplulukları için sadece güneş ışığı ve sudan elektrik üretmelerine yardımcı olan küçük nano ev şebekeleri oluşturmak için 3D baskıyı kullanan araştırmacılar, siyanobakteriler üzerindeki çalışmalar ile sürdürülebilir yenilenebilir enerji cihazları üretmeye yönelik önemli bir adım attı.
Birkaç yıldır fotosentetik bakteriler veya mavi-yeşil algler olarak da bilinen siyanobakteriler üzerinde çalışan bilim insanları, onlardan enerji elde etmek için siyanobakterilerin fotosentez mekanizmalarını ‘yeniden bağlamaya’ çalışıyor. Buradan hareketle Cambridge Üniversitesi’nden araştırmacılar, güneşi seven bakterilerin hızla büyüyebileceği yüksek katlı ‘nano konut’ şebekeleri oluşturmak için üç boyutlu (three-dimensional / 3D) baskıyı kullandılar. Bu bağlamda Cambridge ekibi, fotosentez gerçekleştirirken siyanobakteriler ile çalışmak üzere uyarlanmış metal oksit nanoparçacıklarından özel elektrotları 3D yazdırdı. Elektrotlar, küçük bir şehir gibi çok dallı, yoğun şekilde paketlenmiş sütun yapıları olarak basıldı. Araştırmacılar daha sonra, küçük elektroniklere güç sağlamak için kullanılabilecek fotosentezden arta kalan bakterinin atık elektronlarını çıkardı.
Nature Materials Dergisi’nde yayınlanan ve biyoenerji üretiminde yeni yollar açan sonuçlar, ‘biyohibrit’ güneş enerjisi kaynaklarının sıfır karbonlu enerji karışımında önemli bir bileşen olabileceğini de gözler önüne serdi. Araştırmayı yöneten Yusuf Hamied Kimya Bölümü’nden Dr. Jenny Zhang, “Yaklaşımımız gelecek için daha da sürdürülebilir yenilenebilir enerji cihazları üretmeye yönelik bir adım” dedi .
Elektrotların çok sayıda pencereli yüksek katlı bir apartman dairesinde olduğu gibi mükemmel ışık işleme özelliklerine sahip olduğunu belirten Zhang sözlerini şöyle sürdürdü: “Siyanobakterilerin bağlanabilecekleri ve komşularıyla bir topluluk oluşturabilecekleri bir şeye ihtiyaçları var. Elektrotlarımız, camdan bir gökdelen gibi çok fazla yüzey alanı ile çok fazla ışık arasında bir dengeye izin veriyor.”
Diğer yandan araştırmacılar siyanobakterilerin biyoyakıtlar gibi diğer mevcut biyoenerji teknolojilerinden daha verimli olduklarını keşfetti. Bununla beraber bu teknik, fotosentezden biyoenerji üretmek için diğer yöntemlere göre bir büyüklük sırasına göre ekstrakte edilen enerji miktarını arttırdı. Siyanobakterilerin çok yönlü kimyasal fabrikalar olduğunu belirten Zhang, “Yaklaşımımız, onların enerji dönüşüm yollarından erken bir noktada yararlanmamızı sağlıyor. Bu da enerji dönüşümünü nasıl gerçekleştirdiklerini anlamamıza yardımcı oluyor. Böylece yenilenebilir yakıt veya kimyasal üretim için doğal yollarını kullanabiliriz.”