Τα «κβαντικά» μικρόβια που θα σώσουν τη Γη

Τα «κβαντικά» μικρόβια που θα σώσουν τη Γη

Του Γιάννη Παλιούρη

Σε σχέση μ' αυτούς που πίσω από τον κάθε τυχαία αναποδιά ανακαλύπτουν και μια θεωρία συνωμοσίας, εκείνοι που θεωρούν ότι όλα βαίνουν μονίμως καλώς ή ότι κάποιος από μηχανής θεός θα δώσει τη λύση την τελευταία στιγμή είναι μάλλον πιο επικίνδυνοι. Και αυτό γιατί η απραξία και η στασιμότητα μπορούν να διογκώσουν ένα πρόβλημα, σε βαθμό που να κακοφορμίσει. Αυτό, περίπου, είναι το πλαίσιο και σε ό,τι αφορά τη διελκυστίνδα επιχειρημάτων γύρω από την κλιματική αλλαγή, ένα απολύτως υπαρκτό πρόβλημα που θα το βρουν μπροστά τους πολλές γενιές αν δεν ληφθούν σήμερα τα κατάλληλα μέτρα.

Μακριά, όμως, από τις εκατέρωθεν υπερβολές ακτιβιστών, «σελέμπριτις» και πολιτικών, υπάρχει η σοβαρότητα που συναντά κανείς στα επιστημονικά εργαστήρια. Σε ένα από αυτά και συγκεκριμένα στο Πανεπιστήμιο Μπόουλντερ του Κολοράντο, ερευνητές δημιούργησαν νανοβιοχημικά υβρίδια, ικανά να μεταβολίζουν το διοξείδιο του άνθρακα και το άζωτο που υπάρχει στην ατμόσφαιρα και να παράγουν μια ποικιλία πλαστικών και καυσίμων.

Η ωφέλεια είναι διπλή: αφενός δεσμεύεται το διοξείδιο του άνθρακα που υπάρχει στην ατμόσφαιρα, αφετέρου παράγονται πλαστικές ύλες με οικολογικό τρόπο, χωρίς τη χρήση χημικών ουσιών και ορυκτών καυσίμων.

Στο σημείο αυτό ας δούμε γιατί είναι σημαντική η δέσμευση του διοξειδίου του άνθρακα από την ατμόσφαιρα. Τo φαινόμενο του θερμοκηπίου είναι μια φυσική διαδικασία που διατηρεί τη Γη ζεστή. Τα αέρια του θερμοκηπίου περιλαμβάνουν κυρίως CO2 και υδρατμούς, που σχηματίζουν μια «κουβέρτα» πάνω από το έδαφος ώστε ένα τμήμα της ηλιακής ακτινοβολίας να εγκλωβίζεται στη Γη. Το υπόλοιπο επανεκπέμπεται στο διάστημα. Ωστόσο οι ανθρωπογενείς δραστηριότητες έχουν αυξήσει σημαντικά τη συγκέντρωση του CO2, με αποτέλεσμα την αύξηση της ακτινοβολίας που εγκλωβίζεται στη Γη και την άνοδο της θερμοκρασίας.

Χρησιμοποιώντας κβαντικές κουκίδες ενεργοποιούμενες με φωτισμό, οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Μπόουλντερ κατόρθωσαν να πυροδοτήσουν συγκεκριμένα ένζυμα μέσα σε μικροβιακά κύτταρα, δημιουργώντας «ζωντανά εργοστάσια» που καταβροχθίζουν CO2 μεταβολίζοντάς το σε βιοαποικοδομήσιμο πλαστικό, αμμωνία, βιοντίζελ ακόμα και βενζίνη.

Πρόκειται για καινοτομία που αποδεικνύει στην πράξη τη δύναμη των βιοχημικών διαδικασιών στη μάχη για την καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής.

Οι κβαντικές κουκίδες (QDs) είναι μικροσκοπικά σωματίδια με μέγεθος μερικών νανόμετρων και ιδιότητες που διαφέρουν από τα μεγαλύτερα σωματίδια, λόγω κβαντομηχανικής. Στο πείραμα του Πανεπιστημίου Μπόουλντερ εγχύθηκαν μέσα στα κύτταρα των μικροβίων και ενεργοποιήθηκαν μόνο αφού βομβαρδίστηκαν από συγκεκριμένα μήκη κύματος φωτός. Ουσιαστικά, λειτούργησαν σαν «μπουζί» που έθεσε σε κίνηση μια αλυσιδωτή βιοχημική αντίδραση.

Ποιο είναι το σχέδιο, λοιπόν. Τεχνητές λίμνες γεμάτες μικρόβια που ψεκάζοντας τες με κβαντικές κουκίδες θα τα μετατραπούν σε αδρανή εργοστάσια κατανάλωσης αερίων. Την ενεργοποίηση θα την αναλάβει ο ήλιος, η ακτινοβολία του οποίου θα «ξυπνήσει» τις κουκίδες. Διαφορετικοί συνδυασμοί κουκίδων και φωτός θα παράγουν διαφορετικά προϊόντα: Τα πράσινα μήκη κύματος αναγκάζουν τα βακτήρια να καταναλώνουν άζωτο και να παράγουν αμμωνία, ενώ ερυθρά μήκη κύματος καθιστούν τα μικρόβια ακόρεστους κυνηγούς CO2 και παραγωγούς πλαστικού.