Nature.com-a gireniňiz üçin sag boluň.Çäkli CSS goldawy bilen brauzer wersiýasyny ulanýarsyňyz.Iň oňat tejribe üçin täzelenen brauzeri ulanmagy maslahat berýäris (ýa-da Internet Explorer-de Gabat geliş tertibini öçüriň).Mundan başga-da, dowamly goldawy üpjün etmek üçin sahypany stil we JavaScript-de görkezýäris.
Birbada üç slaýdyň karuselini görkezýär.Bir gezekde üç slaýddan geçmek üçin Öňki we Indiki düwmelerini ulanyň ýa-da bir gezekde üç slaýddan geçmek üçin slaýder düwmelerini ulanyň.
Pari Paris şertnamasynyň maksatlaryna ýetmek üçin uglerod almak we saklamak möhümdir.Fotosintez, uglerody almak üçin tebigatyň tehnologiýasydyr.Ygtyýarnamalardan ylham alyp, aýlawly gubka ulanylýan akril lateks polimerini ulanyp, 3D sianobakteriýa fotosintetik biokompozitini (ýagny lişeni meňzeş) taýýarladyk.Biokompozit tarapyndan CO2 almagyň tizligi d-1 biomassasynyň 1,57 ± 0.08 g CO2 g-1 boldy.Almagyň derejesi synagyň başynda gury biomassany esaslandyrýar we täze biomassany ösdürip ýetişdirmek üçin ulanylýan CO2, uglewodlar ýaly saklaýyş birleşmelerinde bar bolan CO2-ni öz içine alýar.Bu ýokarlandyryş nyrhlary süýümli gözegçilik çärelerinden 14-20 esse ýokarydy we ýylda 1-den 570 t CO2 t-1 biomassasyny almak üçin ulaldylyp, 5,5-8.17 × 106 gektar ýer ulanylyşyna deň bolup, 8-12 GtCO2 aýryldy. 2ylda CO2.Munuň tersine, uglerody almak we saklamak bilen tokaý bioenergiýasy 0,4-1,2 × 109 ga.Biokompozit goşmaça iýmit ýa-da suwsyz 12 hepde işledi, şondan soň synag bes edildi.Adamzadyň howanyň üýtgemegine garşy göreşmek üçin köp taraply tehnologiki pozisiýasynyň çäginde, in engineenerli we optimallaşdyrylan sianobakterial biokompozitler, suw, ýokumly we ýer ulanyş ýitgilerini azaltmak bilen CO2-iň çykarylyşyny ýokarlandyrmak üçin durnukly we ulaldylan ýerleşdirmek mümkinçiligine eýe.
Howanyň üýtgemegi global biodürlülige, ekosistemanyň durnuklylygyna we adamlara hakyky howp.Iň erbet täsirlerini azaltmak üçin utgaşdyrylan we uly göwrümli dekarburizasiýa programmalary zerurdyr we elbetde parnik gazlaryny atmosferadan göni aýyrmagyň bir görnüşi zerurdyr.Elektrik toguny öndürmegiň2,3 polo positiveitel dekarbonizasiýa edilmegine garamazdan, häzirki wagtda flýu gazynyň ösüşi dowam edýän hem bolsa, atmosferadaky kömürturşy gazyny (CO2) 4 azaltmak üçin ykdysady taýdan durnukly tehnologiki çözgütler ýok5.Giňeldilip bilinýän we amaly in engineeringenerçilik çözgütleriniň ýerine adamlar uglerod almak üçin tebigy inersenerlere - fotosintetik organizmlere (fototrofiki organizmlere) ýüz tutmalydyrlar.Fotosintez tebigatyň uglerod sekestrasiýasy tehnologiýasydyr, ýöne manyly wagt terezilerinde antropogen uglerodyň baýlaşdyrylmagyny tersine öwürmek ukyby şübheli, fermentler netijesiz we degişli terezide ýerleşdirmek ukyby şübheli.Fototrofiýa üçin potensial ýol, tokaý döretmekdir, bu uglerodyň tutulmagy we saklanylmagy (BECCS) bilen bioenergetika üçin agaçlary kesýär, arassa CO21 zyňyndylaryny azaltmaga kömek edip biljek negatiw zyňyndy tehnologiýasy hökmünde.Şeýle-de bolsa, esasy usul hökmünde BECCS-ni ulanmak bilen Pari Paris şertnamasynyň temperatura maksadyna ýetmek üçin 0,4-den 1,2 × 109 ga çenli, häzirki global ekin meýdanlarynyň 25-75% -ine deňdir6.Mundan başga-da, CO2 tohumlandyrmagyň global täsiri bilen baglanyşykly näbellilik, tokaý plantasiýalarynyň umumy netijeliligini şübhe astyna alýar7.Pari Paris şertnamasy bilen kesgitlenen temperatura maksatlaryna ýetmek üçin her ýyl 100 sekuntlyk parnik gazlary (GGR) atmosferadan çykarylmaly.Angliýanyň Gözleg we innowasiýa bölümi ýakynda BECCS işini iýmitlendirmek üçin torf ýerlerini dolandyrmak, gaýa howasyny güýçlendirmek, agaç nahallary, biohar we köp ýyllyk ekinleri öz içine alýan bäş sany GGR8 taslamasyna maliýeleşdiriljekdigini yglan etdi.130ylda atmosferadan 130 MtCO2-den aýyrmak üçin çykdajylar 10-100 ABŞ dollary / tCO2, torf ýerlerini dikeltmek üçin ýylda 0,2-8.1 MtCO2, gaýalaryň howa çalmagy üçin ýylda 52-480 ABŞ dollary / tCO2 we 12-27 MtCO2. , 0.ylda 0,4-30 ABŞ dollary.tCO2, 3.6 MtCO2 / sag, tokaý meýdanynyň 1% ýokarlanmagy, 0,4-30 ABŞ dollary / tCO2, 6-41 MtCO2 / sag, biohar, 140-270 ABŞ dollary / tCO2, hemişelik ekinleri ulanmak üçin ýylda 20 –70 Mt CO2 BECCS9.
Bu çemeleşmeleriň utgaşmasy ýylda 130 Mt CO2-e ýetip biler, ýöne gaýa howa we BECCS çykdajylary gaty ýokary, biohar, arzan we ýerden peýdalanmaýan bolsa-da, biohar öndürmek prosesi üçin iýmit önümlerini talap edýär.beýleki GGR tehnologiýalaryny ýerleşdirmek üçin bu ösüşi we sany hödürleýär.
Gury ýerde çözgüt gözlemegiň ýerine suw gözläň, esasanam mikroelga we sianobakteriýa10 ýaly bir öýjükli fototroflar.Yosunlar (sianobakteriýalary hem goşmak bilen) dünýädäki kömürturşy gazynyň takmynan 50% -ini tutýar, emma dünýädäki biomassanyň diňe 1% -ini tutýar11.Sianobakteriýalar, dem alyş alyş-çalşynyň we kislorod fotosinteziniň üsti bilen köp öýjükli ýaşaýşyň ewolýusiýasynyň düýbüni tutýan tebigatyň özboluşly biogeoinenerleridir12.Uglerody almak üçin sianobakteriýalary ulanmak pikiri täze däl, ýöne fiziki ýerleşdirişiň innowasion usullary bu gadymy organizmler üçin täze gözýetimleri açýar.
Açyk howuzlar we fotobioreaktorlar, mikroelga we sianobakteriýalary senagat maksatly ulananyňyzda esasy baýlykdyr.Bu medeniýet ulgamlary, ösüş şertlerinde öýjükleriň erkin ýüzýän asma medeniýetini ulanýar14;Şeýle-de bolsa, howuzlaryň we fotobioreaktorlaryň CO2 köpçülikleýin geçirilmegi, ýer we suwy intensiw ulanmak, biofulýasiýa sezewarlygy, ýokary gurluşyk we iş çykdajylary ýaly köp kemçilikleri bar.Asma medeniýeti ulanmaýan biofilm bioreaktorlary suw we giňişlik taýdan has tygşytly, ýöne zaýalanmak howpy astyndadyr, biofilm bölünmegine ýykgyn edýär (we şonuň üçin işjeň biomassanyň ýitmegi) we deň derejede biofoulinge ýykgyn edýär17.
CO2 almagyň tizligini ýokarlandyrmak we süýüm we biofilm reaktorlaryny çäklendirýän meseleleri çözmek üçin täze çemeleşmeler zerurdyr.Şeýle çemeleşmeleriň biri, lişaýnikler tarapyndan ylhamlanan fotosintetik biokompozitlerdir.Ygtyýarnamalar, Earther togalagynyň takmynan 12% -ini öz içine alýan kömelekleriň we fotobionlaryň (mikroelga we / ýa-da sianobakteriýalar) toplumydyr.Kömelekler fotobiotik substratyň fiziki goldawyny, goragyny we labyryny üpjün edýär, bu bolsa kömelekleri uglerod bilen üpjün edýär (artykmaç fotosintetik önümler hökmünde).Teklip edilýän biokompozit “lişen mimetiki” bolup, onda sianobakteriýalaryň konsentrirlenen ilaty daşaýjy substratda inçe biokasiýa görnüşinde hereketsiz galýar.Öýjüklerden başga-da, biokasiýa kömelekiň ornuny tutup biljek polimer matrisany öz içine alýar.Suw esasly polimer emulsiýalary ýa-da “lateksler” ileri tutulýar, sebäbi biokompatif, çydamly, arzan, işlemek aňsat we söwda üçin elýeterli19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26.
Lateks polimerleri bilen öýjükleriň kesgitlenmegi, lateksiň düzümine we filmiň emele gelmegine uly täsir edýär.Emulsiýa polimerizasiýasy sintetiki kauçuk, ýelimleýji örtükler, möhürleýjiler, beton goşundylar, kagyz we dokma örtükleri we lateks boýaglary öndürmek üçin ulanylýan birmeňzeş prosesdir27.Beýleki polimerizasiýa usullaryndan ýokary reaksiýa tizligi we monomer öwrülişiniň netijeliligi, şeýle hem önümi dolandyrmagyň aňsatlygy ýaly birnäçe artykmaçlygy bar.Monomerleri saýlamak, emele gelen polimer filmiň islenýän aýratynlyklaryna baglydyr we garyşyk monomer ulgamlary (ýagny, kopolimerizasiýa) üçin polimeriň häsiýetleri emele gelen polimer materialyny emele getirýän monomerleriň dürli gatnaşygy saýlamak arkaly üýtgedilip bilner.Butil akrilat we stirol iň köp ýaýran akril lateks monomerleriniň biridir we bu ýerde ulanylýar.Mundan başga-da, güýçli we “üznüksiz” (birleşýän) örtük öndürmek üçin polimer lateksiň häsiýetlerini üýtgedip biljek birmeňzeş film emele gelmegini öňe sürmek üçin birleşdiriji serişdeler (mysal üçin Texanol) ulanylýar.Ilkinji konsepsiýa gözlegimizde, beýik ýer meýdany, ýokary gözenekli 3D biokompozit, aýlawly gubka bilen ulanylýan täjirçilik lateks boýagy bilen ýasaldy.Uzak we üznüksiz manipulýasiýalardan soň (sekiz hepde), biokompozit siýanobakteriýalary aýlaw skafynda saklamak üçin çäkli ukyplylygy görkezdi, sebäbi öýjükleriň ösmegi lateksiň gurluş bitewiligini gowşatdy.Häzirki gözlegde, polimeriň zaýalanmagyna ýol bermezden uglerod almak programmalarynda üznüksiz ulanmak üçin belli himiýanyň akril lateks polimerleriniň bir toparyny ösdürmegi maksat edindik.Şeýle etmek bilen, biologiki öndürijiligi gowulandyrýan we subut edilen biokompozitler bilen deňeşdirilende mehaniki çeýeligi ep-esli ýokarlandyrýan lişaýna meňzeş polimer matrisa elementlerini döretmek ukybyny görkezdik.Goşmaça optimizasiýa, esasanam CO2 sekestrasiýasyny güýçlendirmek üçin metaboliki taýdan üýtgedilen sianobakteriýalar bilen uglerod almak üçin biokompozitleriň kabul edilmegini çaltlaşdyrar.
Üç polimer formulasy bolan dokuz lateks (H = “gaty”, N = “adaty”, S = “ýumşak”) we üç görnüşli Texanol (0, 4, 12% v / v) zäherlilik we dartyş korrelýasiýasy üçin synag edildi.Heselimleýji.iki sany sianobakteriýadan.Lateks görnüşi S. elongatus PCC 7942 (Şirer-Reý-Hare synagy, lateks: DF = 2, H = 23.157, P = <0,001) we CCAP 1479 / 1A (iki taraplaýyn ANOVA, lateks: DF = 2, F) ep-esli derejede täsir etdi. = 103.93, P = <0,001) (1a surat).Teksanolyň konsentrasiýasy S. elongatus PCC 7942-iň ösmegine ep-esli täsir etmedi, diňe N-lateks zäherli däldi (1a surat), 0 N we 4 N degişlilikde 26% we 35% ösüşi saklady (Mann- Witniý U, 0 N vs. biologiki gözegçilige (Mann-Witni uniwersiteti, 12 N vs. gözegçilik: W = 17.0, P = 0.885).S. elongatus CCAP 1479 / 1A üçin lateks garyndysy we texanol konsentrasiýasy möhüm faktorlar bolup, ikisiniň arasynda möhüm täsirleşme bolup geçdi (iki taraplaýyn ANOVA, lateks: DF = 2, F = 103.93, P = <0,001, Texanol : DF = 2, F = 5.96, P = 0.01, Lateks * Texanol: DF = 4, F = 3.41, P = 0.03).0 N we ähli “ýumşak” lateksler ösüşi ösdürdi (1a surat).Stiranyň düzüminiň peselmegi bilen ösüşi gowulaşdyrmak meýli bar.
Sianobakteriýalaryň zäherliligi we ýelme synagy (Synechococcus elongatus PCC 7942 we CCAP 1479 / 1A) lateks formulalaryna, aýna geçiş temperaturasy (Tg) bilen baglanyşyk we zäherlilik we ýelme maglumatlaryna esaslanýan karar matrisasy.(a) Zäherlilik synagy, asma medeniýetlerine gözegçilik etmek üçin kadalaşdyrylan sianobakteriýalaryň göterim ösüşiniň aýratyn ýerlerini ulanyp geçirildi.* Bilen bellenen bejergiler gözegçiliklerden ep-esli tapawutlanýar.(b) Tg lateks bilen deňeşdirilende sianobakteriýalaryň ösüş maglumatlary (ortaça ± SD; n = 3).(c) Biokompozit ýelimleýiş synagyndan çykan sianobakteriýalaryň jemlenen sany.(d) Lateksiň Tg bilen ýelme maglumatlary (ortaça ± StDev; n = 3).e Zäherlilik we ýelme maglumatlaryna esaslanýan karar matrisasy.Stiranyň butil akrilat bilen gatnaşygy “gaty” (H) lateks üçin 1: 3, “adaty” (N) üçin 1: 1 we “ýumşak” (S) üçin 3: 1.Lateks kodundaky öňki sanlar Texanolyň mazmunyna gabat gelýär.
Köp halatlarda, texanol konsentrasiýasynyň ýokarlanmagy bilen öýjükleriň ýaşaýyş ukyby peseldi, ýöne ştamlaryň hiç biri üçin möhüm baglanyşyk ýokdy (CCAP 1479 / 1A: DF = 25, r = -0.208, P = 0.299; PCC 7942: DF = 25, r = - 0.127, P = 0.527).Injirde.1b öýjükleriň ösmegi bilen aýnanyň geçiş temperaturasynyň (Tg) arasyndaky baglanyşygy görkezýär.Teksanolyň konsentrasiýasy bilen Tg bahalarynyň arasynda güýçli negatiw arabaglanyşyk bar (H-lateks: DF = 7, r = -0.989, P = <0,001; N-lateks: DF = 7, r = -0.964, P = <0,001 ; S- lateks: DF = 7, r = -0.946, P = <0,001).Maglumatlar S. elongatus PCC 7942-iň ösmegi üçin iň amatly Tg-iň 17 ° C töweregi bolandygyny görkezdi (1b surat), S. elongatus CCAP 1479 / 1A bolsa Tg 0 ° C-den pes (1b surat).Diňe S. elongatus CCAP 1479 / 1A Tg we zäherlilik maglumatlary arasynda güýçli negatiw arabaglanyşyk bardy (DF = 25, r = -0.857, P = <0,001).
Lateksleriň hemmesiniň gowy ýelmeşme ýakynlygy bardy we olaryň hiç biri-de 72 sagatdan soň öýjükleriň 1% -den gowragyny goýbermedi (1-nji surat).S. elongatusyň iki ştammynyň lateksleriniň arasynda düýpli tapawut ýokdy (PCC 7942: Scheirer-Reý-Hara synagy, Lateks * Texanol, DF = 4, H = 0.903; P = 0.924; CCAP 1479 / 1A: Scheirer- Reý synagy).- Hare synagy, lateks * texanol, DF = 4, H = 3.277, P = 0.513).Texanolyň konsentrasiýasy artdygyça has köp öýjük çykýar (1-nji surat).S. elongatus PCC 7942 bilen deňeşdirilende (DF = 25, r = -0.660, P = <0,001) (1-nji surat).Mundan başga-da, Tg bilen iki ştamyň öýjüginiň arasynda statistik baglanyşyk ýokdy (PCC 7942: DF = 25, r = 0.301, P = 0.127; CCAP 1479 / 1A: DF = 25, r = 0.287, P = 0.147).
Iki ştamm üçin “gaty” lateks polimerleri netijesizdi.Munuň tersine, 4N we 12N S. elongatus PCC 7942-e garşy iň gowy çykyş etdi, 4S we 12S bolsa CCAP 1479 / 1A (1e surat) garşy iň gowy çykyş etdi, ýöne polimer matrisa hasam optimizirlemäge ýer bar.Bu polimerler ýarym partiýa tor CO2 almak synaglarynda ulanyldy.
Suwly lateks düzüminde saklanan öýjükleri ulanyp, fotofiziologiýa 7 gün gözegçilik edildi.Umuman alanyňda, görünýän fotosintez tizligi (PS) we iň ýokary PSII kwant hasyly (Fv / Fm) wagtyň geçmegi bilen azalýar, ýöne bu peselme deň däl we käbir PS maglumat bazalary bipaziki jogap görkezýär, hakyky wagtda dikeldiş bolsa-da gysga PS işjeňligi (2a we 3b surat).Bifaziki Fv / Fm jogaby az aýdylýar (2b we 3b suratlar).
(a) Görkezilen fotosintez derejesi (PS) we (b) gözegçilik asma medeniýetleri bilen deňeşdirilende lateks formulalaryna jogap hökmünde Synechococcus elongatus PCC 7942-iň iň ýokary PSII kwant hasyly (Fv / Fm).Stiranyň butil akrilat bilen gatnaşygy “gaty” (H) lateks üçin 1: 3, “adaty” (N) üçin 1: 1 we “ýumşak” (S) üçin 3: 1.Lateks kodundaky öňki sanlar Texanolyň mazmunyna gabat gelýär.(ortaça ± standart gyşarma; n = 3).
(a) Görkezilen fotosintez derejesi (PS) we (b) asma medeniýetlere gözegçilik etmek bilen deňeşdirilende lateks formulalaryna jogap hökmünde Synechococcus elongatus CCAP 1479 / 1A iň ýokary PSII kwant hasyly (Fv / Fm).Stiranyň butil akrilat bilen gatnaşygy “gaty” (H) lateks üçin 1: 3, “adaty” (N) üçin 1: 1 we “ýumşak” (S) üçin 3: 1.Lateks kodundaky öňki sanlar Texanolyň mazmunyna gabat gelýär.(ortaça ± standart gyşarma; n = 3).
S. elongatus PCC 7942 üçin lateksiň düzümi we Texanol konsentrasiýasy wagtyň geçmegi bilen PS-ä täsir etmedi (GLM, Lateks * Texanol * Wagt, DF = 28, F = 1.49, P = 0.07), kompozisiýa möhüm faktor bolsa-da (GLM)., lateks * wagt, DF = 14, F = 3.14, P = <0,001) (2a surat).Wagtyň geçmegi bilen Texanol konsentrasiýasynyň düýpli täsiri bolmady (GLM, Texanol * wagt, DF = 14, F = 1.63, P = 0.078).Fv / Fm (GLM, Lateks * Texanol * Wagt, DF = 28, F = 4.54, P = <0,001) täsir edýän möhüm täsir bardy.Lateks formulasy bilen Texanol konsentrasiýasynyň arasyndaky täsir Fv / Fm (GLM, Lateks * Texanol, DF = 4, F = 180.42, P = <0,001) ep-esli täsir etdi.Her parametr wagtyň geçmegi bilen Fv / Fm-e täsir edýär (GLM, Lateks * Wagt, DF = 14, F = 9.91, P = <0,001 we Texanol * Wagt, DF = 14, F = 10.71, P = <0,001).Lateks 12H iň pes ortaça PS we Fv / Fm bahalaryny saklady (2b surat), bu polimeriň has zäherlidigini görkezýär.
PS elongatus CCAP 1479 / 1A PS düýpgöter tapawutlydy (GLM, lateks * Texanol * wagt, DF = 28, F = 2.75, P = <0,001), Texanol konsentrasiýasy däl-de lateks düzümi (GLM, Lateks * wagt, DF) = 14, F = 6.38, P = <0,001, GLM, Texanol * wagt, DF = 14, F = 1.26, P = 0.239).“Softumşak” polimerler 0S we 4S gözegçilik asmalaryna garanyňda PS öndürijiliginiň birneme ýokary derejesini saklady (Mann-Witni U, 0S garşy dolandyryşlar, W = 686.0, P = 0.044, 4S garşy dolandyryşlar, W = 713, P = 0.01). gowulaşan Fv./ Fm (3a surat) Photosystem II-ä has netijeli transport görkezýär.CCAP 1479 / 1A öýjükleriniň Fv / Fm bahalary üçin wagtyň geçmegi bilen ep-esli lateks tapawudy bardy (GLM, Lateks * Texanol * Wagt, DF = 28, F = 6.00, P = <0,001) (3b surat).).
Injirde.4, her ştamm üçin öýjükleriň ösüş funksiýasy hökmünde 7 günüň dowamynda ortaça PS we Fv / Fm görkezýär.S. elongatus PCC 7942-de aýdyň nagyş ýokdy (4a we b), ýöne CCAP 1479 / 1A PS (4c surat) we Fv / Fm (4d surat) bahalarynyň arasyndaky parabolik gatnaşygy görkezdi. stireniň we butil akrilatyň gatnaşygy üýtgeýär.
Lateksiň taýýarlyklarynda Synechococcus longum-yň ösmegi we fotofiziologiýasynyň arasyndaky baglanyşyk.(a) Görkezilen fotosintetik tizlige (PS), (b) PCC 7942-iň iň ýokary PSII kwant hasylyna (Fv / Fm) garşy meýilleşdirilen zäherlilik maglumatlary. PS we d Fv / Fm CCAP 1479 / 1A garşy meýilleşdirilen zäherlilik maglumatlary.Stiranyň butil akrilat bilen gatnaşygy “gaty” (H) lateks üçin 1: 3, “adaty” (N) üçin 1: 1 we “ýumşak” (S) üçin 3: 1.Lateks kodundaky öňki sanlar Texanolyň mazmunyna gabat gelýär.(ortaça ± standart gyşarma; n = 3).
Biokompozit PCC 7942, ilkinji dört hepdäniň dowamynda ep-esli öýjük syzmagy bilen öýjükleriň saklanmagyna çäkli täsir etdi (5-nji surat).CO2 almagyň başlangyç tapgyryndan soň, 12 N lateks bilen kesgitlenen öýjükler CO2 çykaryp başlady we bu nagyş 4-14 gün arasynda dowam etdi (5b surat).Bu maglumatlar pigmentiň reňkiniň synlamalaryna laýyk gelýär.Arassa CO2 çykarylyşy 18-nji günden başlap başlandy. Öýjükleriň goýberilmegine garamazdan (5a surat), PCC 7942 12 N biokompozit, birneme bolsa-da, 28 günüň dowamynda gözegçilik astyndan has köp CO2 toplady (Mann-Witni U-test, W = 2275.5; P = 0.066).Lateks 12 N we 4 N bilen CO2-iň siňdiriliş tizligi 0,51 ± 0.34 we d-1 biomassasynyň 1,18 ± 0,29 g CO2 g-1.Bejergi bilen wagt derejeleriniň arasynda statistik taýdan möhüm tapawut bardy (Başlyk-Reý-Hare synagy, bejergisi: DF = 2, H = 70.62, P = <0,001 wagt: DF = 13, H = 23.63, P = 0.034), ýöne däldi.bejergi bilen wagtyň arasynda möhüm baglanyşyk bardy (Başlyk-Reý-Har synagy, wagt * bejergisi: DF = 26, H = 8.70, P = 0.999).
4N we 12N lateks ulanyp, Synechococcus elongatus PCC 7942 biokompozitlerinde ýarym partiýaly CO2 synag synaglary.(a) Suratlar öýjükleriň bölünip çykmagyny we pigmentiň reňkini, şeýle hem synagdan ozal we soň biokompozitiň SEM şekillerini görkezýär.Ak nokatly çyzyklar biokompozitde öýjükleriň çökýän ýerlerini görkezýär.(b) Dört hepdäniň dowamynda jemlenen arassa CO2 mukdary.“Adaty” (N) lateksiň, stirolyň butil akrilata 1: 1 gatnaşygy bar.Lateks kodundaky öňki sanlar Texanolyň mazmunyna gabat gelýär.(ortaça ± standart gyşarma; n = 3).
Öýjükleriň saklanmagy, 4S we 12S bilen CCAP 1479 / 1A ştammy üçin ep-esli gowulaşdy, wagtyň geçmegi bilen pigment ýuwaş-ýuwaşdan reňkini üýtgetdi (6a surat).Biokompozit CCAP 1479 / 1A goşmaça iýmit goşundylary bolmazdan doly 84 gün (12 hepde) CO2 siňdirýär.SEM derňewi (6a surat) kiçi öýjük bölünişiginiň wizual gözegçiligini tassyklady.Ilki bilen öýjükler öýjügiň ösmegine garamazdan bitewiligini saklaýan lateks örtüginde saklandy.CO2 almagyň derejesi gözegçilik toparyndan ep-esli ýokarydy (Scheirer-Reý-Har synagy, bejergisi: DF = 2; H = 240.59; P = <0,001, wagt: DF = 42; H = 112; P = <0,001) ( 6b surat).12S biokompozit iň ýokary CO2 mukdaryny (günde 1,57 ± 0.08 g CO2 g-1 biomassasy) gazandy, 4S lateks bolsa günde 1,13 ± 0.41 g CO2 g-1 biomassasydy, ýöne düýpgöter tapawutlanmady (Mann-Witni U) synag, W = 1507.50; P = 0.07) we bejergi bilen wagtyň arasynda düýpli täsir ýok (Şirer-Reý-Hara synagy, wagt * bejergisi: DF = 82; H = 10 .37; P = 1.000).
4N we 12N lateksli Synechococcus elongatus CCAP 1479 / 1A biokompozitlerini ulanyp, ýarym lot CO2 synag synagy.(a) Suratlar öýjükleriň bölünip çykmagyny we pigmentiň reňkini, şeýle hem synagdan ozal we soň biokompozitiň SEM şekillerini görkezýär.Ak nokatly çyzyklar biokompozitde öýjükleriň çökýän ýerlerini görkezýär.(b) On iki hepdäniň dowamynda jemlenen arassa CO2 mukdary.“Softumşak” (S) lateksiň stirolyň butil akrilata 1: 1 gatnaşygy bar.Lateks kodundaky öňki sanlar Texanolyň mazmunyna gabat gelýär.(ortaça ± standart gyşarma; n = 3).
S. elongatus PCC 7942 (Şirer-Reý-Har synagy, wagt * bejergisi: DF = 4, H = 3.243, P = 0.518) ýa-da biokompozit S. elongatus CCAP 1479 / 1A (iki-ANOVA, wagt * bejergisi: DF = 8 , F = 1.79, P = 0.119) (S4-nji surat).Biokompozit PCC 7942 2-nji hepdede iň ýokary uglewod düzümine eýe boldy (4 N = 59,4 ± 22.5 wt%, 12 N = 67.9 ± 3.3 wt%), gözegçilik astynda bolsa 4-nji hepdede iň ýokary uglewod düzümi bardy (gözegçilik = 59,6 ± 2.84%) w / w).CCAP 1479 / 1A biokompozitiň umumy uglewod düzümi, synag başlamazdan başga, 4-nji hepdede 12S lateksinde käbir üýtgeşmeler bilen gözegçilik asty bilen deňeşdirilýärdi. Biokompozit üçin iň ýokary baha 51,9 ± 9,6 wt% boldy 4S üçin we 12S üçin 77.1 ± 17.0 wt%.
Biokompatisiýany ýa-da öndürijiligi pida etmezden, lişen mimik biokompozit düşünjesiniň möhüm bölegi hökmünde inçe film lateks polimer örtükleriniň gurluş bitewiligini ýokarlandyrmak üçin dizaýn mümkinçiliklerini görkezmegi maksat edindik.Hakykatdanam, öýjükleriň ösmegi bilen baglanyşykly gurluş kynçylyklary ýeňilse, beýleki sianobakteriýalar we mikroelga uglerodyny ele almak ulgamlary bilen deňeşdirip boljak tejribe biokompozitlerimizden ep-esli gowulaşmagyna garaşýarys.
Örtükler zäherli däl, çydamly bolmaly, uzak wagtlap öýjükleriň ýelmeşmegini goldaýar we CO2 köpçülikleýin geçirilmegini we O2 zaýalanmagyny üpjün etmek üçin gözenekli bolmaly.Lateks görnüşli akril polimerleri taýýarlamak aňsat we boýag, dokma we ýelim önümlerinde giňden ulanylýar30.Sianobakteriýalary suw esasly akril lateks polimer emulsiýasy bilen polimerleşdirilen, stiren / butil akrilat bölejikleriniň we Texanolyň dürli konsentrasiýalarynyň belli bir gatnaşygy bilen birleşdirdik.Stirol we butil akrilat, fiziki häsiýetlere, esasanam örtügiň çeýeligine we birleşmegine täsir edip bilmek üçin saýlandy (güýçli we ýokary ýelimleýji örtük üçin möhüm), “gaty” we “ýumşak” bölejik agregatlarynyň sintezine mümkinçilik berýär.Zäherlilik maglumatlary, ýokary stirenli “gaty” lateksiň sianobakteriýalaryň ýaşamagyna amatly däldigini görkezýär.Butil akrilatdan tapawutlylykda, stirol suwotularyň zäherli hasaplanýar.Sianobakteriýa ştamlary lateksde düýpgöter başgaça reaksiýa görkezdi we S. elongatus PCC 7942 üçin aýnanyň iň amatly temperaturasy (Tg) kesgitlenildi, S. elongatus CCAP 1479 / 1A Tg bilen negatiw çyzykly gatnaşygy görkezdi.
Guramagyň temperaturasy, üznüksiz birmeňzeş lateks filmini döretmek ukybyna täsir edýär.Guramagyň temperaturasy iň pes film emele getiriş temperaturasyndan (MFFT) pes bolsa, polimer lateks bölejikleri doly birleşmez, netijede diňe bölejik interfeýsinde ýelmeşer.Alnan filmleriň ýelmeşmesi we mehaniki güýji pes we hatda poroşok görnüşinde hem bolup biler29.MFFT monomer düzümi we Texanol ýaly birleşdirijileriň goşulmagy bilen dolandyrylyp bilinýän Tg bilen ýakyn baglanyşyklydyr.Tg rezin ýa-da aýna ýagdaýynda bolup bilýän örtügiň köp fiziki aýratynlyklaryny kesgitleýär34.Flory-Fox35 deňlemesine görä, Tg monomeriň görnüşine we otnositel göterim düzümine baglydyr.Kömürturşylygyň goşulmagy, pes temperaturada filmiň emele gelmegine mümkinçilik berýän lateks bölejikleriniň Tg-ni aralyk bilen basyp, MFFT-ni peseldip biler, emma wagtyň geçmegi bilen ýuwaş-ýuwaşdan bugarýar ýa-da 36-dan çykarylandygy sebäpli gaty we güýçli örtük emele getirýär.
Texanolyň konsentrasiýasyny ýokarlandyrmak, guradylanda bölejikleriň siňdirilmegi sebäpli polimer bölejiklerini ýumşatmak (Tg-ni azaltmak) filmiň emele gelmegine kömek edýär we şeýlelik bilen birleşýän filmiň we öýjük ýeliminiň güýjüni ýokarlandyrýar.Biokompozit daşky gurşaw temperaturasynda (~ 18–20 ° C) guradylandygy sebäpli, “gaty” lateksiň Tg (30 - 55 ° C) guradyjy temperaturadan has ýokarydyr, bu bölejikleriň birleşmeginiň optimal bolup bilmejekdigini aňladýar. Witrusly, mehaniki we ýelimleýji häsiýetleri, çäkli çeýeligi we ýaýramagy30 bolup galan B filmler, ahyrky netijede öýjükleriň ýitmegine sebäp bolýar.“Adaty” we “ýumşak” polimerlerden filmiň emele gelmegi polimer filminiň Tg-de ýa-da aşagynda bolup geçýär we filmiň emele gelmegi gowulaşan birleşmek arkaly gowulaşýar, netijede mehaniki, bitewi we ýelimleýji aýratynlyklary bolan üznüksiz polimer filmleri bolýar.Alnan film, Tg-iň (“adaty” garyndysy: 12-den 20 ºC) ýakynlygy ýa-da daşky gurşaw temperaturasyna 30-dan has pes (“ýumşak” garyndy: -21 -13 ° C) sebäpli rezin bolup galar.“Gaty” lateks (3,4 - 2,9 kgf mm - 1) “adaty” lateksden (1,0 - 0,9 kgf mm - 1) üç esse kyn.“Softumşak” lateksleriň gatylygyny, aşa rezinligi we otag temperaturasynda ýelmeşmegi sebäpli mikrohardness bilen ölçäp bolmaýar.Faceerüsti zarýad ýelme ýakynlygyna hem täsir edip biler, ýöne manyly maglumat bermek üçin has köp maglumat gerek.Şeýle-de bolsa, ähli lateksler 1% -den az goýberip, öýjükleri netijeli saklady.
Fotosinteziň öndürijiligi wagtyň geçmegi bilen azalýar.Polistirol bilen täsir etmek membrananyň bozulmagyna we oksidleýji stresiň döremegine sebäp bolýar38,39,40,41.0S we 4S täsir eden S. elongatus CCAP 1479 / 1A-nyň Fv / Fm bahalary, 4S biokompozitiniň CO2 kabul ediş tizligi bilen oňat gabat gelýän asma gözegçiligi bilen deňeşdirilende iki esse ýokarydy. pes PS bahalary.gymmatlyklary.Fokary Fv / Fm bahalary, PSII-e elektron transportynyň has köp foton iberip biljekdigini görkezýär, bu bolsa CO2 kesgitleme derejesiniň has ýokary bolmagyna sebäp bolup biler.Şeýle-de bolsa, fotofiziologiki maglumatlaryň suwly lateks erginlerinde saklanan öýjüklerden alnandygyny we hökmany suratda ýetişen biokompozitler bilen gönüden-göni deňeşdirilip bilinmejekdigini bellemelidiris.
Lateks ýagtylyk we / ýa-da ýagtylyk we CO2 çäklendirilmegine getirýän ýagtylyk we / ýa-da gaz çalşygy üçin päsgelçilik döredýän bolsa, öýjükli stresiň döremegine we işleýşiniň peselmegine sebäp bolup biler we O2 goýberilmegine täsir etse, fotorespirasiýa39.Bejerilen örtükleriň ýeňil geçirişine baha berildi: “gaty” lateks 440 bilen 480 nm aralygyndaky ýagtylygyň birneme azalandygyny görkezdi (filmiň birleşmegi gowulaşanlygy sebäpli Texanol konsentrasiýasyny ýokarlandyrdy), “ýumşak” we “yzygiderli” ”Lateks ýagtylyk geçirişiniň birneme azalandygyny görkezdi.ýitginiň ep-esli ýitgisini görkezmeýär.Barlaglar, ähli inkubasiýa ýaly, pes ýagtylyk intensiwliginde (30.5 olmol m-2 s-1) ýerine ýetirildi, şonuň üçin polimer matrisa sebäpli islendik fotosintetiki işjeň radiasiýa öwezini dolup, hatda fotoinhibisiýanyň öňüni almakda peýdaly bolup biler.ýagtylygyň intensiwligine zyýan ýetirýär.
Biokompozit CCAP 1479 / 1A, synagyň esasy maksady bolan iýmit dolanyşygy ýa-da biomassany ep-esli ýitirmezden, 84 günüň dowamynda synag wagtynda işledi.Öýjükleriň bölünmegi, uzak möhletli ýaşamak (dynç alyş ýagdaýy) gazanmak üçin azot açlygyna jogap hökmünde hloroz prosesi bilen baglanyşykly bolup biler, bu ýeterlik azot ýygnanandan soň öýjükleriň ösmegine kömek edip biler.SEM şekilleri öýjükleriň bölünişine garamazdan örtügiň içinde galandygyny tassyklady, “ýumşak” lateksiň çeýeligini görkezdi we şeýlelik bilen tejribe wersiýasyndan aýdyň artykmaçlygy görkezdi.“Softumşak” lateksde takmynan 70% butil akrilat bar (agramy boýunça), bu guradylandan soň çeýe örtük üçin bellenen konsentrasiýadan has ýokarydyr44.
CO2-iň arassa mukdary gözegçilik astyndan ep-esli ýokarydy (degişlilikde S. elongatus CCAP 1479 / 1A we PCC 7942 üçin 14–20 we 3–8 esse ýokary).Mundan ozal, ýokary CO2 almagyň esasy hereketlendirijisiniň biokompozitiň üstündäki ýiti CO2 konsentrasiýa gradiýentidigini we köpçülikleýin geçirilmegine garşylyk bilen biokompozit öndürijiliginiň çäklendirilip bilinjekdigini görkezmek üçin CO2 köpçülikleýin geçiriş modelini ulanýardyk.Örtügiň gözenekliligini we geçirijiligini ýokarlandyrmak üçin zäherli däl, film emele getirmeýän maddalary lateksiň içine goşmak arkaly bu meseläni ýeňip geçip bolar26, ýöne öýjükleriň saklanmagy howp astyna düşüp biler, sebäbi bu strategiýa hökmany suratda has gowşak film döreder20.Polimerizasiýa wagtynda himiki düzümi üýtgedilip bilner, gözenekliligi ýokarlandyrmak üçin, esasanam senagat önümçiligi we göwrümliligi taýdan iň oňat warianty45.
Täze biokompozitiň mikroelgelerden we sianobakteriýalardan biokompozitleri ulanmak bilen geçirilen soňky gözlegler bilen deňeşdirilende, öýjükleriň ýükleniş tizligini sazlamakda artykmaçlyklar görkezildi (1-nji tablisa) 21,46 we has uzyn derňew wagty (15 sagat 46 we 3 hepde21 bilen 84 gün).
Öýjüklerdäki uglewodlaryň mukdary sianobakteriýalary ulanmak bilen beýleki gözlegler bilen deňeşdirilende 47,48,49,50 bolup, BECCS fermentasiýa prosesi 49,51 ýa-da biodegrirlenip bilinýän önüm öndürmek üçin uglerodyň tutulmagy we ulanylmagy / dikeldilmegi üçin potensial ölçeg hökmünde ulanylýar. bioplastika52.Bu gözlegiň esaslarynyň bir bölegi hökmünde, hatda BECCS negatiw zyňyndy düşünjesinde-de göz öňünde tutulan tokaý döretmek, howanyň üýtgemegi üçin howp däl we dünýäniň ekin meýdanlarynyň aladaly bölegini sarp edýär diýip çaklaýarys6.Pikir synagy hökmünde, global temperaturanyň 1,5 ° C53 (ýylda 8-12 GtCO2) ýokarlanmagyny çäklendirmek üçin 640 bilen 950 GtCO2 aralygy 2100-nji ýyla çenli atmosferadan çykarylmalydygy çaklanyldy.Has oňat öndürijilikli biokompozit (ýylda 574.08 ± 30.19 t CO2 t-1 biomassasy) bilen ýetmek, 196-dan 2,92 milliard litr bolan 5,5 × 1010-dan 8.2 × 1010 m3-e çenli (deňeşdirip boljak fotosintetiki netijelilik bilen) göwrümiň giňelmegini talap eder. polimer.1 m3 biokompozitleriň 1 m2 ýer tutýandygyny göz öňünde tutsak, ýyllyk umumy CO2-ni siňdirmek üçin zerur ýer 5,5 bilen 8,17 million gektar aralygynda bolar, bu ýerlerdäki ýerleriň ömri üçin 0,18-0,27% deňdir. tropiki ýerler we ýer meýdanyny azaltmak.BECCS zerurlygy 98-99% ýokarlanýar.Nazary taýdan tutmagyň gatnaşygynyň pes ýagtylykda ýazylan CO2 siňdirişine esaslanýandygyny bellemelidiris.Biokompozit has güýçli tebigy ýagtylyga duçar bolansoň, CO2-iň kabul ediliş tizligi ýokarlanýar, ýer talaplaryny hasam azaldar we terezini biokompozit düşünjesine gönükdirýär.Şeýle-de bolsa, yzygiderli yşyk şöhlesiniň intensiwligi we dowamlylygy üçin ekwatorda bolmaly.
CO2 tohumlandyrmagyň global täsiri, ýagny CO2-iň elýeterliliginiň ýokarlanmagy sebäpli ösümlikleriň öndürijiliginiň ýokarlanmagy, topragyň esasy iýmitleriniň (N we P) we suw baýlyklarynyň üýtgemegi sebäpli azaldy.Bu, ýerdäki fotosinteziň, howadaky CO2 konsentrasiýasynyň ýokarlanandygyna garamazdan, CO2-iň köpelmegine sebäp bolup bilmejekdigini aňladýar.Bu nukdaýnazardan, BECCS ýaly howanyň üýtgemegini azaltmak strategiýalarynyň üstünlik gazanmak ähtimallygy az.Bu global hadysa tassyklansa, lişen bilen ylhamlanan biokompozit bir öýjükli suw fotosintetik mikroblaryny “ýerüsti agentlere” öwürip, esasy baýlyk bolup biler.Placeserüsti ösümlikleriň köpüsi CO2-ni C3 fotosintez arkaly düzedýär, C4 ösümlikleri bolsa ýyly, gurak ýaşaýyş ýerleri üçin has amatly we ýokary CO254 bölekleýin basyşlarynda has täsirli bolýar.Sianobakteriýalar, C3 zawodlarynda kömürturşy gazynyň azalmagy baradaky gorkunç çaklamalary öçürip biljek alternatiwa hödürleýär.Sianobakteriýalar, kömürturşy gazyny baýlaşdyrmagyň täsirli mehanizmini ösdürip, töweregindäki karboksizomlaryň içinde ribuloza-1,5-bisfosfat karboksilaza / kislorod (RuBisCo) tarapyndan saklanýan we saklanýan täsirli uglerod baýlaşdyryş mehanizmini döretmek arkaly ýeňip geçdi.Sianobakterial biokompozitleriň önümçiligini artdyryp bolýan bolsa, bu howanyň üýtgemegine garşy göreşde adamzat üçin möhüm ýarag bolup biler.
Biokompozitler (lişen mimika) adaty mikroelga we sianobakteriýa asma medeniýetlerinden aýdyň artykmaçlyklary hödürleýär, CO2-iň ýokary derejesini üpjün edýär, hapalanmak töwekgelçiligini azaldýar we bäsdeşlik CO2-den gaça durmagy wada berýär.Çykdajylar ýeriň, suwuň we ýokumly maddalaryň ulanylyşyny ep-esli azaldar56.Bu gözleg, ýokary öndürijilikli biokompatif lateksiň ösdürilmeginiň we öndürilmeginiň mümkindigini görkezýär, kandidat substraty hökmünde bir aýlawly gubka bilen birleşdirilende, öýjükleriň ýitgisini iň az derejede saklamak bilen, birnäçe aýlap dowam eden operasiýa wagtynda CO2-ni netijeli we täsirli üpjün edip biler.Biokompozitler teoretiki taýdan ýylda takmynan 570 t CO2 t-1 biomassany ele alyp biler we howanyň üýtgemegine garşy göreşimizde BECCS tokaý döretmek strategiýalaryndan has möhüm bolup biler.Polimer düzümini has optimallaşdyrmak, has ýokary ýagtylyk derejesinde synag etmek we metabolik in engineeringenerçilik bilen utgaşdyrmak bilen tebigatyň asyl biogeoenerleri ýene bir gezek halas bolup bilerler.
Akril lateks polimerleri, stirol monomerleriniň, butil akrilatyň we akril kislotasynyň garyndysy bilen taýýarlandy we pH 0,1 M natriý gidroksidi bilen 7-e düzüldi (2-nji tablisa).Polimer zynjyrlarynyň esasy bölegini stirol we butil akrilat emele getirýär, akril kislotasy lateks bölejiklerini saklamaga kömek edýär57.Lateksiň gurluş aýratynlyklary, aýna geçiş temperaturasy (Tg) bilen kesgitlenýär, degişlilikde “gaty” we “ýumşak” häsiýetleri üpjün edýän stirol we butil akrilatyň gatnaşygyny üýtgetmek arkaly dolandyrylýar.Adaty akril lateks polimer 50:50 stiroldyr: butil akrilat 30, şonuň üçin bu işde bu gatnaşygy bolan lateks “adaty” lateks, has ýokary stirenli lateks bolsa pes stiren mazmuny bolan lateks diýlip atlandyryldy. .“ýumşak” “gaty” diýilýär.
30 monomer damjasyny durnuklaşdyrmak üçin distillendirilen suw (174 g), natriý bikarbonat (0,5 g) we Rhodapex Ab / 20 surfaktant (30.92 g) (Solwaý) ulanylyp, ilkinji emulsiýa taýýarlandy.Şpris nasosy bilen aýna şpris (Science Glass Engineering) ulanyp, 2-nji tablisada görkezilen stiren, butil akrilat we akril kislotany öz içine alýan ikinji bir alikot, 4 sagadyň dowamynda esasy emulsiýa 100 ml h-1 derejesinde peseldi. -Palmer, Wernon dagy, Illinoýs).DHO we ammiak persulfat (100 ml, 3% w / w) ulanyp, 59 polimerizasiýa inisiatorynyň erginini taýýarlaň.
DHO (206 g), natriý bikarbonat (1 g) we Rhodapex Ab / 20 (4.42 g) bolan ergini poslamaýan polatdan ýasalan hereketlendiriji bilen we Heýdolph Hei-TORQUE bahasy 100) garyşdyryň. VWR Scientific 1137P gyzdyrylan suw wannasynda suwly gaply gämi.Monomeriň (28,21 g) we inisiatoryň (20,60 g) azaldylan agram ergini, gaplanan gämä aşaklygyna goşuldy we 20 minut garyndy.Galan monomerleri (150 ml h-1) we inisiator (27 ml h-1) erginleri, bir gapda 10 ml şpris we 100 ml ulanyp, 5 sagadyň dowamynda suw kurtkasyna goşulýança saklamaly. .şpris nasosy bilen tamamlandy.Garyndynyň saklanmagyny üpjün etmek üçin süýümiň göwrüminiň köpelmegi sebäpli gyjyndyryjynyň tizligi ýokarlandy.Başlangyjy we emulsiýany goşandan soň, reaksiýanyň temperaturasy 85 ° C-e çenli ýokarlandy, 450 aýlawda 30 minut gowy garyldy, soňra 65 ° C-e çenli sowadyldy.Sowadylandan soň lateksiň içine iki sany süýşüriji ergin goşuldy: tert-butil gidroperoksid (t-BHP) (suwda 70%) (5 g, agramy 14%) we izoasorbin kislotasy (5 g, agramy 10%)..T-BHP damjasyny damja bilen goşuň we 20 minut goýuň.Soňra eritorbin kislotasy şpris nasosyny ulanyp, 10 ml şprisden 4 ml / sag tizlikde goşuldy.Soňra lateks ergini otag temperaturasyna sowadyldy we pH 7-e 0,1M natriý gidroksidi bilen sazlandy.
2,2,4-Trimetil-1,3-pentanediol monoisobutyrat (Texanol) - lateks boýaglary üçin az zäherli biodegrirlenip bilýän birleşme 37,60 - şpris we nasos bilen üç jiltde goşuldy (0, 4, 12% v / v) Guradylanda filmiň emele gelmegini ýeňilleşdirmek üçin lateks garyndysy üçin birleşdiriji serişde hökmünde37.Lateks gaty jisimleriniň göterimi her polimeriň 100 µl öňünden agramlanan alýumin folga gapaklaryna ýerleşdirilip, 24 ° 100 ° C-de ojakda guratmak arkaly kesgitlenildi.
Lightagtylygy geçirmek üçin her lateks garyndysy 100 mkm film öndürmek üçin kalibrlenen we 20 ° C-de 48 sagatlap guradylan poslamaýan polatdan ýasalan kub ulanyp, mikroskop slaýdyna ulanyldy.Lightagtylyk geçirijisi (fotosintetiki taýdan işjeň radiasiýa gönükdirilen, λ 400–700 nm) ILT950 SpectriLight spektroradiometrinde 30 Wt floresan lampadan (Silwaniýa Lýuklin Plus, n = 6) 35 sm uzaklykda datçik bilen ölçenildi. Çeşmesi sianobakteriýalardy we organizmler Birleşdirilen materiallar saklanýar.“SpectrILight III” programma üpjünçiliginiň 3.5 wersiýasy λ 400–700 nm61 aralygynda yşyklandyrylyşy we geçirişi ýazmak üçin ulanyldy.Samhli nusgalar datçigiň üstünde ýerleşdirildi we gözegçilik edilmedik aýna slaýdlar ulanyldy.
Lateks nusgalary silikon çörek bişirilýän tabaga goşuldy we gatylygy barlanmanka 24 sagatlap guramagyna rugsat berildi.Guradylan lateks nusgasyny polat gapakda x10 mikroskopyň aşagynda goýuň.Üns bereninden soň, nusgalar Buehler Micromet II mikrohardness synagynda baha berildi.Nusga 100-den 200 grama çenli güýç ulanyldy we nusgada göwher dişini döretmek üçin ýük wagty 7 sekuntda kesgitlenildi.Çap, goşmaça şekil ölçeg programma üpjünçiligi bilen Bruker Alicona × 10 mikroskop maksady bilen derňeldi.“Vickers” gatylygy formulasy (1-nji deňleme), her lateksiň gatylygyny hasaplamak üçin ulanyldy, bu ýerde HV “Vickers” belgisi, F ulanylýan güýç, d bolsa lateksiň beýikliginden we ininden hasaplanan indent diagonallaryň ortaça mukdarydyr.indent bahasy.“Softumşak” lateks indentasiýa synagy wagtynda ýelme we uzalma sebäpli ölçenilip bilinmez.
Lateks düzüminiň aýna geçiş temperaturasyny (Tg) kesgitlemek üçin polimer nusgalary kremniy gel gap-gaçlaryna ýerleşdirildi, 24 sagat guradyldy, agramy 0,005 g we nusga gap-gaçlara ýerleşdirildi.Tabak gaplandy we diferensial skaner kolorimetrine ýerleşdirildi (PerkinElmer DSC 8500, Intercooler II, Pyris maglumatlary derňew programma üpjünçiligi) 62.Heatylylyk akymy usuly, temperaturany ölçemek üçin gurlan temperatura barlagy bilen şol bir ojakda salgy käselerini we nusga käselerini ýerleşdirmek üçin ulanylýar.Yzygiderli egrilik döretmek üçin jemi iki rampa ulanyldy.Nusga usuly birnäçe minutda 20 ° C derejesinde -20 ° C-den 180 ° C-e çenli ýokarlandy.Her başlangyç we ahyrky nokat, temperaturanyň yza galmagyny hasaba almak üçin 1 minut saklanýar.
Biokompozitiň CO2 siňdirmek ukybyna baha bermek üçin nusgalar, öňki gözlegimizdäki ýaly taýýarlandy we synag edildi31.Guradylan we awtoklawly ýuwulýan eşik takmynan 1 × 1 × 5 sm zolaklara bölünip, agramlandy.Her sianobakteriýa ştammynyň iň täsirli iki biokotirlemesinden 600 µl, her aýlaw zolagynyň bir ujuna takmynan 1 × 1 × 3 sm örtüň we garaňkyda 20 ° C-de 24 sagat guradyň.Düwürtigiň makropor gurluşy sebäpli käbir formulalar biderek boldy, şonuň üçin öýjükleri ýüklemegiň netijeliligi 100% däldi.Bu meseläni ýeňip geçmek üçin, aýlawdaky gury taýýarlygyň agramy kesgitlenip, gury taýýarlyga kadalaşdyryldy.Düwürtikden, lateksden we steril ýokumly serişdeden ybarat bolan abiotik gözegçilikler hem edil şonuň ýaly taýýarlandy.
COarym partiýa CO2 almak synagyny geçirmek üçin, biokompoziti (n = 3) 50 ml aýna turba salyň, şonuň üçin biokompozitiň bir ujy (biokotasiýa bolmazdan) 5 ml ösüş serişdesi bilen aragatnaşyk saklap, ýokumly maddany üpjün eder. kapilýar hereketi bilen daşalýar..Çüýşe, diametri 20 mm bolan butil rezin dykylyk bilen möhürlenendir we kümüş alýumin gapagy bilen gysylýar.Möhürlenenden soň, gaz berkidilen şpris bilen steril iňňe bilen 45 ml 5% CO2 / howa sanjym ediň.Dolandyryş asma öýjüginiň dykyzlygy (n = 3) ýokumly gurşawdaky biokompozitiň öýjük ýüküne deňdi.Synaglar 16: 8 fotoperiod we 30.5 olmol m-2 s-1 fotoperiod bilen 18 ± 2 ° C derejesinde geçirildi.Baş ýer her iki günden bir gaz geçirýän şpris bilen aýrylýar we CO2 sorulýan göterimini kesgitlemek üçin infragyzyl siňdiriş GEOTech G100 bilen CO2 metr bilen analiz edilýär.Deň mukdarda CO2 gaz garyndysyny goşuň.
% CO2 düzediş aşakdaky ýaly hasaplanýar:% CO2 düzeltmek = 5% (v / v) -% CO2 (2 deňleme) ýazyň, bu ýerde P = basyş, V = göwrüm, T = temperatura we R = ideal gaz hemişelik.
Sianobakteriýalaryň we biokompozitleriň süspansiýalaryna gözegçilik etmek üçin CO2-iň kabul ediliş derejesi biologiki däl gözegçiliklerde kadalaşdyryldy.G biomassanyň funksional birligi, ýuwulýan eşikde hereketsiz gury biomassanyň mukdarydyr.Öýjük düzülenden öň we soň, halta nusgalaryny ölçemek bilen kesgitlenýär.Öýjük ýük massasyny (biomassanyň ekwiwalenti) guratmazdan ozal we soň taýýarlyklary aýratynlykda ölçemek we öýjük taýýarlygynyň dykyzlygyny hasaplamak (3 deňleme).Öýjükli taýýarlyklar, kesgitleme wagtynda birmeňzeş hasaplanýar.
Statistik derňew üçin Minitab 18 we RealStatistic goşmaçasy bolan Microsoft Excel ulanyldy.Adatylyk Anderson-Darling synagyndan peýdalanyp, deňlikleriň deňligi Levene synagyndan peýdalanyp synag edildi.Bu çaklamalary kanagatlandyrýan maglumatlar, Tukiniň synagy bilen soňky derňew hökmünde iki taraplaýyn seljermäni (ANOVA) ulanyp seljerildi.Adatylyk we deňhukuklylyk çaklamalaryna laýyk gelmeýän iki taraplaýyn maglumatlar, Şirer-Reý-Hara synagyndan we bejergileriň arasyndaky ähmiýeti kesgitlemek üçin Mann-Witni U-synagyndan peýdalanyp seljerildi.Umumylaşdyrylan çyzykly garyşyk (GLM) modeller adaty däl maglumatlar üçin üç faktor bilen ulanyldy, bu ýerde maglumatlar Johnson transform63 ulanyp üýtgedildi.Texanol konsentrasiýasynyň, aýnanyň geçiş temperaturasynyň, lateksiň zäherliligi we ýelme maglumatlarynyň arasyndaky baglanyşyga baha bermek üçin Pearson önümleriniň pursat arabaglanyşygy geçirildi.
Iş wagty: -anwar-05-2023