(PhysOrg.com) - Ingenieros de la Universidad de Cincinnati diseñan una espuma que captura energía y elimina el exceso de dióxido de carbono del aire, gracias a las ranas semitropicales.

Por décadas, los agricultores han estado tratando de encontrar formas de sacar más energía del sol.

En la fotosíntesis natural, las plantas absorben energía solar y dióxido de carbono y luego lo convierten en oxígeno y azúcares. El oxígeno se libera al aire y los azúcares se dispersan por toda la planta, como ese maíz dulce que buscamos en el verano. Desafortunadamente, la asignación de energía luminosa a los productos que utilizamos no es tan eficiente como nos gustaría. Ahora, los investigadores de ingeniería de la Universidad de Cincinnati están haciendo algo al respecto.

Los investigadores están encontrando formas de tomar energía del sol y carbono del aire para crear nuevas formas de biocombustibles. gracias a una especie de rana semitropical. Sus resultados acaban de publicarse en línea en “Fotosíntesis artificial en espuma basada en ranaspumin-2” (5 de marzo de 2010) en la revista “ Nano letras . " (Será un artículo de portada para la edición impresa en el otoño).

Profesor asistente de investigación David Wendell, el estudiante Jacob Todd y el decano de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, Carlo Montemagno, fueron coautores del artículo, basado en una investigación en el laboratorio de Montemagno en el Departamento de Ingeniería Biomédica. Su trabajo se centró en la fabricación de un nuevo material fotosintético artificial que utiliza plantas, bacteriano, enzimas de ranas y hongos, atrapado dentro de una carcasa de espuma, para producir azúcares a partir de la luz solar y el dióxido de carbono.

Se eligió la espuma porque puede concentrar eficazmente los reactivos pero permite una muy buena penetración de luz y aire. El diseño se basó en los nidos de espuma de una rana semitropical llamada rana Tungara, que crea espumas de larga duración para sus renacuajos en desarrollo.

“La ventaja de nuestro sistema en comparación con las plantas y las algas es que toda la energía solar capturada se convierte en azúcares, Considerando que estos organismos deben desviar una gran cantidad de energía a otras funciones para mantener la vida y reproducirse, ”Dice Wendell. “Nuestra espuma tampoco usa tierra, para que no se interrumpa la producción de alimentos, y se puede utilizar en entornos de dióxido de carbono altamente enriquecidos, como los gases de escape de las centrales eléctricas de carbón, a diferencia de muchos sistemas fotosintéticos naturales ".

Él añade, "En los sistemas de plantas naturales, demasiado dióxido de carbono detiene la fotosíntesis, pero el nuestro no tiene esta limitación debido a la estrategia de captura de fotografías basada en bacterias ".

Son muchos los beneficios de poder crear una espuma similar a una planta.

"Puedes convertir los azúcares en muchas cosas diferentes, incluido el etanol y otros biocombustibles, ”Explica Wendell. "Y elimina el dióxido de carbono del aire, pero mantiene la tierra cultivable actual para la producción de alimentos ".

“Esta nueva tecnología establece una forma económica de aprovechar la fisiología de los sistemas vivos mediante la creación de una nueva generación de materiales funcionales que incorpora intrínsecamente los procesos de la vida en su estructura, ”Dice Dean Montemagno. “Específicamente en este trabajo, presenta una nueva vía de recolección de energía solar para producir petróleo o alimentos con eficiencias que superan otras metodologías de producción biosolar. En términos más generales, establece un mecanismo para incorporar la funcionalidad que se encuentra en los sistemas vivos en los sistemas que diseñamos y construimos ".

El siguiente paso para el equipo será intentar hacer que la tecnología sea factible para aplicaciones a gran escala como la captura de carbono en plantas de energía que queman carbón.

“Esto implica desarrollar una estrategia para extraer tanto la capa lipídica de las algas (utilizadas para biodiésel) como el contenido citoplasmático (las tripas), y reutilizando estas proteínas en la espuma, ”Dice Wendell. "También estamos investigando otras moléculas de carbono cortas que podemos producir alterando el cóctel de enzimas en la espuma".

Montemagno agrega, "Es un paso importante para cumplir la promesa de la nanotecnología".