تويت
طوّر باحثون في أمريكا فيروسات شبيه بمادة بيولوجية، تحفّز تشكيل الهيدروجين بطريقة نقيّة وتكلفة قليلة، مما يُحتمل أن يقود إلى طرق إنتاج وقود حيوي جديدة وصديقة للبيئة.
تنتج المادة البيولوجية عبر وضع أنزيم معدّل داخل قشرة البروتين الوقائية للفيروس والتي تدعى (الكابسيد)، ليكون مردود المفاعل النانوي المحفز الناتج أكبر بـ 150 مرة من الأنزيم غير المعدّل.
يقول الكيميائي في جامعة إنديانا تريفور دوغلاس “اعتمدنا على قدرة الفيروسات على التجمع الذاتي لأعداد لا تحصى من لبُنات البناء الجينيّ، وقابليتها لدمج أنزيمات هشة جدًا وحساسة، مع الخاصية الرائعة لإدخال البروتونات ولفظ غاز الهيدروجين، ونتج عن ذلك جسيمات شبيه بالفايروسات وتتصرف كمواد عالية التطور تحفز إنتاج الهيدروجين.
لإنتاج المادة البيولوجية المعروفة باسم “P22-Hyd” اختار الفريق اثنين من الجينات المشتركة من بكتيريا “Echerichia coli” تعمل هذه الجينات على تشفير الوحدات الفرعية لأنزيم الهيدروجيناز، الذي يُدخَل لاحقًا في الكابسيد الوقائي للبكتيرية الفيروسية المعروفة بالبكتريوفاج P22.
بالإضافة إلى كون ناتج اندماج الهيدروجيناز مع قشرة الفايروس أكثر كفاءة إلى حد كبير في تحفيز إنتاج الهيدروجين؛ فهي أيضًا سهلة التكوّن وتتطلب فقط عملية تخمير بسيطة، ومقارنة مع غيرها من وسائل تكوين خلايا الوقود مثل استعمال البلاتين لتحفيز الهيدروجين، فهي رخيصة ولا تؤثر سلبًا على البيئة.
هذه المواد مشابهة للبلاتين إلا أنّها متجددة، يقول دوغلاس، فأنت لا تحتاج لاستخلاصها، يمكن خلق كميات هائلة منها في درجة حرارة الغرفة باستخدام تقنية التخمير، كما أنها قابلة للتحلل.
بالإضافة إلى تحطيم الروابط الكيميائية بين جزيئات الماء لإنتاج الهيدروجين؛ فإن P22-Hyd أيضًا يحفز التفاعل بطريقة عكسيّة، يعيد فيها توحيد الأوكسجين والهيدروجين لتوليد الطاقة.
صيغة الهيدروجيناز الذي يستخدمه الباحثون هي الأكثر ملائمة لهذه المهمّة من بين ثلاث صِيَغ موجودة في الطبيعة، لقدرتها على الاندماج بسهولة مع المواد البيولوجية، بالإضافة إلى عدم تأثّرها عند التعرض للأكسجين.
لم يكن هناك فيما مضى من يمتلك وسيلة لإنتاج كميات كافية من هذا الأنزيم رغم إمكانياته العالية في إنتاج الوقود الحيوي، يقول دوغلاس، أمّا الآن فنستطيع إنتاج كميات هائلة من هذا المادة، ولدينا الوسيلة التي تحقق لها الاستقرار، وترفع من كفاءتها باستمرار.
تنتج المادة البيولوجية عبر وضع أنزيم معدّل داخل قشرة البروتين الوقائية للفيروس والتي تدعى (الكابسيد)، ليكون مردود المفاعل النانوي المحفز الناتج أكبر بـ 150 مرة من الأنزيم غير المعدّل.
يقول الكيميائي في جامعة إنديانا تريفور دوغلاس “اعتمدنا على قدرة الفيروسات على التجمع الذاتي لأعداد لا تحصى من لبُنات البناء الجينيّ، وقابليتها لدمج أنزيمات هشة جدًا وحساسة، مع الخاصية الرائعة لإدخال البروتونات ولفظ غاز الهيدروجين، ونتج عن ذلك جسيمات شبيه بالفايروسات وتتصرف كمواد عالية التطور تحفز إنتاج الهيدروجين.
لإنتاج المادة البيولوجية المعروفة باسم “P22-Hyd” اختار الفريق اثنين من الجينات المشتركة من بكتيريا “Echerichia coli” تعمل هذه الجينات على تشفير الوحدات الفرعية لأنزيم الهيدروجيناز، الذي يُدخَل لاحقًا في الكابسيد الوقائي للبكتيرية الفيروسية المعروفة بالبكتريوفاج P22.
بالإضافة إلى كون ناتج اندماج الهيدروجيناز مع قشرة الفايروس أكثر كفاءة إلى حد كبير في تحفيز إنتاج الهيدروجين؛ فهي أيضًا سهلة التكوّن وتتطلب فقط عملية تخمير بسيطة، ومقارنة مع غيرها من وسائل تكوين خلايا الوقود مثل استعمال البلاتين لتحفيز الهيدروجين، فهي رخيصة ولا تؤثر سلبًا على البيئة.
هذه المواد مشابهة للبلاتين إلا أنّها متجددة، يقول دوغلاس، فأنت لا تحتاج لاستخلاصها، يمكن خلق كميات هائلة منها في درجة حرارة الغرفة باستخدام تقنية التخمير، كما أنها قابلة للتحلل.
بالإضافة إلى تحطيم الروابط الكيميائية بين جزيئات الماء لإنتاج الهيدروجين؛ فإن P22-Hyd أيضًا يحفز التفاعل بطريقة عكسيّة، يعيد فيها توحيد الأوكسجين والهيدروجين لتوليد الطاقة.
صيغة الهيدروجيناز الذي يستخدمه الباحثون هي الأكثر ملائمة لهذه المهمّة من بين ثلاث صِيَغ موجودة في الطبيعة، لقدرتها على الاندماج بسهولة مع المواد البيولوجية، بالإضافة إلى عدم تأثّرها عند التعرض للأكسجين.
لم يكن هناك فيما مضى من يمتلك وسيلة لإنتاج كميات كافية من هذا الأنزيم رغم إمكانياته العالية في إنتاج الوقود الحيوي، يقول دوغلاس، أمّا الآن فنستطيع إنتاج كميات هائلة من هذا المادة، ولدينا الوسيلة التي تحقق لها الاستقرار، وترفع من كفاءتها باستمرار.