Ученые из Пенсильванского университета разрабатывают биотопливо из водорослей, и, как оказалось, им в этом помогают гигантские моллюски, обитающие в коралловых рифах. Характерные синие ткани мышц этих моллюсков подсказали исследователям более эффективный способ использования водорослей. Эти массивные двустворчатые моллюски семейства Tridacnidae весят более 200 килограммов и могут достигать 120 сантиметров в поперечнике. Они обитают в коралловых рифах Австралии и островах западной тропической части Тихого океана.
В чистой воде на небольшой глубине свет солнца не фильтруется, и моллюски должны быть отбелены и убиты этим светом – не говоря уже о том, что там просто не хватает пищи, чтобы накормить таких крупных животных. Но они живы, потому что в раковине моллюска обитают коричневые, одноклеточные водоросли Symbiodinium. Водоросли защищают моллюсков, поглощая свет и обеспечивая хозяина дополнительным питанием.
Мантия моллюска состоит из иридоцитов, которые являются специализированными клетками, где растут водоросли. Иридоциты направляют желтый и зеленый свет вглубь тканей, распространяя его на каждую отдельную клетку водорослей, при этом оставшийся синий свет придает цвет мантии.
На лабораторном стенде водоросли выглядят как идеальный способ превращать солнечный свет в топливо. Одиночные организмы являются очень эффективными преобразователями света в химические вещества, и они размножаются с невероятной скоростью. Загвоздка заключается в том, что когда эта идея выходит за пределы лаборатории к полномасштабному производству, все становится сложнее — не в последнюю очередь из-за неравномерного распределения солнечного света.
Используя моллюсков в качестве модели, Элисон Суини и Шу Янг из Пенсильванского университета ищут способы создать материал, который бы выполнял функции иридоцитов. Они добились этого путем синтеза наночастиц и смешивания их с эмульсией из воды, масла и мыла, которые действуют как поверхностно-активные вещества для снижения поверхностного натяжения между двумя обычно несмешиваемыми жидкостями. Путем встряхивания смеси по специальному алгоритму наночастицы прекрасно имитируют иридоциты.
Следующим шагом будет поиск способа выращивания водорослей в гелевых столбах, чтобы заставить их конвертировать свет в топливо с той же эффективностью, как это делают моллюски. Если этого получится достичь, то технологию можно будет использовать не только в качестве биотоплива, но и в солнечных панелях для нагрева и охлаждения зданий.
