Ученые из Кембриджа представили технологию, способную снизить зависимость химической промышленности от ископаемого сырья. Разработанный ими «полуискусственный лист» имитирует природный фотосинтез, преобразуя солнечный свет, воду и углекислый газ в химические соединения. Устройство генерирует формиат — вещество, которое может служить основой для производства широкого спектра продуктов, от фармацевтических препаратов до пластиков. Особенностью разработки стало использование органических полупроводников, которые впервые применили в качестве светособирающих компонентов в биогибридной системе.
Это решение позволило исключить токсичные элементы и повысить стабильность работы до более чем 24 часов. Ученые подчеркивает преимущества комбинированного подхода: органические компоненты обеспечивают настраиваемость и безопасность, а биологические катализаторы — высокую селективность и эффективность реакций. В испытаниях система продемонстрировала почти идеальное направление электронов на целевые процессы. В дальнейшем работа будет сосредоточена на увеличении срока службы устройства и расширении спектра получаемых соединений, что может способствовать созданию более экологичной химической промышленности.
Исследователи видят потенциал для адаптации технологии под производство различных химических продуктов. Химическое производство вносит значительный вклад в глобальные выбросы CO₂ — около 6% от общего объема. Новая гибридная система объединяет органические светопоглощающие полимеры с бактериальными ферментами, создавая устойчивую альтернативу традиционным методам синтеза. Как отметили ученые, ведущие этот проект, переход к циклической экономике требует кардинального пересмотра подходов в этом ключевом секторе.
Ученые доказали, что без фотосинтеза сельское хозяйство будет более эффективным.
