تبدیل نور به سوخت مایع

به اکسیژن نیاز ندارند. به نور خورشید هم نیاز ندارند. می توانند در حمامی از اسید زنده مانده و میزان تشعشعی تا ۵ هزار برابر آنچه را که قادر به نابودسازی انسان هاست به راحتی تحمل کنند. از فلزات تنفس کرده و ضایعات هسته یی را میل کنند. محلول های سمی جوشان را نوشیده و حتی با استفاده از آنها، زخم های خود را نیز التیام بخشند. اکنون دانشمندان گمان می کنند این ابرمیکروب ها (موسوم به extremophile) رمز دستیابی به انرژی پایان ناپذیر در جهان نوین است.
به گفته مدیر مرکز بیوتکنولوژی زیست محیطی و عضو آکادمی ملی مهندسی ایالات متحده، «سال هاست که روی میکروارگانیسم ها در مقیاس محدود، تحقیقاتی صورت گرفته است. حال باید سرعت بررسی ها را در سراسر جهان افزایش داد.» در سه سال گذشته در ایالات متحده، میلیون ها دلار روی چگونگی ایجاد، جمع آوری، ذخیره سازی و صرف انرژی در ابرمیکروب های extremophile، هزینه شده است. این ماشین های کوچک بیولوژیک آنچنان سبعانه و موثر عمل می کنند که تقریباً هر چیزی را اعم از نیتروژن، اورانیوم، هیدروژن و متان به منبع انرژی حیاتی تبدیل کرده و در عرصه هایی که گونه های دیگر حیات امکان حضور ندارند، زندگی را جاری می سازند.
به طور مثال یک پشه میکروسکوپی که در سال ۲۰۰۶ در عمق دو مایلی معدن طلا در آفریقای جنوبی کشف شد، به جای استفاده از مواد مغذی حاصل از باکتری ها یا گیاهان فتوسنتزی به صورت انحصاری با رژیم گوگرد و هیدروژن زندگی می کند.
برخی دیگر از انواع ابرمیکروب ها در حرارت جوشان دهانه آتشفشان ها یا در زیر لایه های یخ زده قطبی زندگی می کنند. فهرست تنوع این گونه ها و توانایی های باورنکردنی آنها همچنان ادامه دارد.
بنا بر نظر یک پروفسور میکروبیولوژی از دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی و مدیر بخش انرژی در موسسه تحقیقات بیوانرژی، «این میکروارگانیسم ها، موضوع شکافت منابع طبیعی و ایجاد انرژی از آنها را به مثابه یک بازی ساده تلقی می کنند. همیشه برای تجزیه هر آنچه طبیعت برایشان نازل سازد، راهی پیدا می کنند. لذا هر چیزی را که در اطرافشان باشد به مانند یک منبع انرژی مورد استفاده قرار می دهند.»
اگر چه برخی از این ابرمیکروب ها به دلیل توانایی شان در تجزیه بیومس های فعلاً بی فایده، مانند علف های هرز، تراشه های چوب و تبدیل آنها به سوخت های زیستی مورد توجه محققان قرار گرفته اند، اما نگرش اصلی درباره این موجودات به عنوان کلید حل نیازهای بشر در زمینه های انرژی و چالش های زیست محیطی است.
به طور مثال موسسه تکنولوژی کالیفرنیا ابرمیکروب هایی را شناسایی کرده که فرآیندی مشابه فتوسنتز را انجام می دهند، اما بازده انرژی حاصل از آنها بسیار بیشتر از گیاهان معمولی است. این موسسه هم اکنون روی میکروارگانیسم هایی تحقیق می کند که می توانند انرژی خورشیدی را مستقیماً به سوخت مایع تبدیل کنند.
دانشمندان ام آی تی روی باکتری هایی تمرکز کرده اند که ممکن است منجر به عرضه فناوری جدید «سلول سوختی» شود. دیگر دسته های سلولی در زمینه های پاکیزه سازی آب، تغذیه مستقیم از کربن در کارخانه های فرآوری زغال، ایجاد امکان زندگی انسان در فضای لایتناهی و حتی خنثی سازی تشعشع های هسته یی تحت بررسی و طراحی هستند.
کاربرد صنعتی میکروب ها از یک قرن پیش آغاز شد. در جنگ جهانی اول، یک شیمیدان جوان در منچستر روش تبدیل ذرت به استن را با استفاده از فناوری تخمیری کشف کرد. استن جزیی از فرآیند ساخت مواد منفجره بود که در آن زمان به شدت مورد نیاز بود.
تقریباً یکصد سال بعد، دانشمندان با دستکاری ژنتیکی در همان میکروبی که ذرت را به استن تبدیل کرد، این بار موفق به تولید نسل دوم سوختی زیستی شدند. شرکت Gevo در پاسادنای کالیفرنیا در حال تجاری سازی سوخت زیستی نسل دوم است. Gevo از جمله شرکت های کوچکی است که از حمایت «پروژه دولتی تحقیقات انرژی» در سال های آغازین دهه حاضر بهره مند شده است.
در سال ۲۰۰۱ وزارت انرژی ایالات متحده پروژه ژنومیکس را برای مقاصد زیر اعلام کرد؛
- حمایت از منابع جدید انرژی
- کاهش صدمات ناشی از تاثیرات درازمدت تغییر آب و هوا
- پاکیزه سازی محیط زیست
- کاهش خطرات تروریسم بیولوژیک
- حفاظت مردم در برابر اثرات تشعشع ها و سموم محیطی.
از سال ۲۰۰۵ فشار قوانین مرتبط به انرژی در امریکا (مانند Competes Act) موجب تسریع روند و افزایش مقیاس تحقیقات مرتبط شده است.
این برنامه که هم اکنون به وزارتخانه های کشاورزی، تجارت و دفاع نیز گسترش پیدا کرده است، زمینه های نو متاژنومیکس و بیولوژی سنتزی را برای طراحی ابرمیکروب ها با مقاصدی همچون جمع آوری کربن از زغال سنگ، تبدیل نور خورشید به سوخت مایع، پاکسازی آب های آلوده، ذخیره سازی انرژی و رمزگشایی اسرار بقا در سفرهای کیهانی فراهم آورده است. به گفته مدیرعامل شرکت Gevo، «مردم تصور می کنند این زمینه فناوری کامل شده و به توسعه لازم رسیده است، اما حقیقت این است که این فناوری با همه دستاوردهای متنوع و امیدهای گشوده شده، هنوز در ابتدای راه خود است.»
محمدرضا جبلی

منبع : روزنامه اعتماد