帶半導體化合物塗層的螺旋藻可對水進行淨化還可用其生產生物燃料
有不少人將螺旋藻作為膳食補充劑,但瑞士聯邦材料科學實驗室的研究人員找到了一種方法,他們將藍綠色的藻類塗上半導體化合物,讓這些微小的螺旋藻發揮作用,清除水中的污染物,然後用它們的殘骸製造生物燃料。
將鎳、氧化鋅和硫化鋅等材料塗覆在螺旋藻類表面上,這種組合物最早是在類似蕨類植物的微小結構上開發出來的,科學家發現這種工藝處理後的螺旋藻類善於吸收光能。因為這種獨特藻類的螺旋形可以避免了微蕨類植物的枝條結構造成的遮擋問題,從而增加了光的吸收。
研究人員在保存好的螺旋藻的4個微米螺旋上塗上一層薄薄的鎳,然後鋪上氧化鋅和硫化鋅納米顆粒。事實證明,鎳的磁性能很好地回收小螺旋完成塗抹,而鋅塗層則顯示出”令人印象深刻的光催化活性”。
該工藝的開發是為了利用植物的淨化特性來幫助生產潔淨的水,在光照下,化學反應可以氧化和中和水中的污染物。而氧化鋅和納米硫化鋅顆粒的結合,使該團隊能夠同時利用太陽光譜中的可見光和紫外光部分來提高效率。
當塗層螺旋完成水淨化任務後,鋅和鎳化合物可以回收並再次使用。然後可以用剩下的東西生產生物乙醇和生物柴油。保存下來的螺旋藻殘體還可以加工成顆粒,燃燒後產生能源,灰燼則可以作為肥料,再用來培養新的種群。
Empa團隊表示,這種藻類的生產成本相對較低,也很容易,只需要水、陽光和肥料就能迅速繁殖。更重要的是,這種單細胞生物會消耗二氧化碳,然後將氧氣作為廢品拋出,通過在藻類培養物中加入更多的二氧化碳,這個過程會得到進一步加速。
目前,這一過程只在實驗室環境下成功演示,但研究人員表示,他們有信心可以實現更大規模的應用。