Os químicos da Universidade da Califa³rnia, Berkeley e Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) tem um plano para isso.

Nos últimos oito anos, os pesquisadores vão trabalhando em um sistema ha­brido que combina bactanãrias e nanofios que podem capturar a energia da luz solar para converter dia³xido de carbono e águaem blocos de construção de moléculas orga¢nicas. Nanofios são finos fios de sila­cio com cerca de um centanãsimo da largura de um cabelo humano, usados ​​como componentes eletra´nicos e também como sensores e células solares.

"Em Marte, cerca de 96% da atmosfera éCO 2. Basicamente, tudo o que vocêprecisa são esses nanofios de semicondutores de sila­cio para absorver a energia solar e repassa¡-la a esses bugs para fazer a química para vocaª", disse o lider do projeto Peidong Yang. , professor de química e a cadeira de SK e Angela Chan em energia na UC Berkeley. "Para uma missão espacial profunda, vocêse preocupa com o peso da carga útil, e os sistemas biola³gicos tem a vantagem de se auto-reproduzirem: vocênão precisa enviar muito. a‰ por isso que nossa versão bio-ha­brida éaltamente atraente".

O aºnico outro requisito, além da luz solar, éa a¡gua, que em Marte érelativamente abundante nas calotas polares e provavelmente fica congelada no subsolo na maior parte do planeta, disse Yang, cientista saªnior do Berkeley Lab e diretor do Kavli. Instituto de Nanociaªncia da Energia.

O biohybrid também pode puxar o dia³xido de carbono a partir do ar na Terra para fazer os compostos orga¢nicos e, simultaneamente, as alterações climáticas, que écausada por um excesso de CO produzida-humano 2 na atmosfera.

Em um novo artigo publicado na revista Joule ( "Ha­bridos compactos de nanofios e bactanãrias para fixação eficiente de CO 2 movida a energia solar " ), os pesquisadores relatam um marco no empacotamento dessas bactanãrias ( Sporomusa ovata ) em uma "floresta de nanofios" para alcana§ar uma eficiência recorde: 3,6% da energia solar recebida éconvertida e armazenada em ligações de carbono, na forma de uma molanãcula de dois carbonos chamada acetato: a¡cido essencialmente acanãtico ou vinagre.

Moléculas de acetato podem servir como blocos de construção para uma variedade de moléculas orga¢nicas, de combusta­veis e pla¡sticos a drogas. Muitos outros produtos orga¢nicos podem ser feitos de acetato dentro de organismos geneticamente modificados, como bactanãrias ou leveduras.

O sistema funciona como a fotossa­ntese, que as plantas empregam naturalmente para converter dia³xido de carbono e águaem compostos de carbono, principalmente açúcar e carboidratos. As usinas, no entanto, tem uma eficiência bastante baixa, normalmente convertendo menos de meio por cento da energia solar em compostos de carbono. O sistema de Yang écompara¡vel a  planta que melhor converte CO 2 em açúcar: cana de açúcar, que é4-5% eficiente.

Yang também estãotrabalhando em sistemas para produzir eficientemente açúcares e carboidratos a partir da luz solar e CO 2 , potencialmente fornecendo alimento para os colonos de Marte.

Quando Yang e seus colegas demonstraram seu reator ha­brido nanofios e bactanãrias hácinco anos, a eficiência de conversão solar era de apenas 0,4% - compara¡vel a s plantas, mas ainda baixa em comparação com as eficiências tipicas de 20% ou mais para painanãis solares de sila­cio que convertem luz para eletricidade. Yang foi um dos primeiros a transformar nanofios em painanãis solares, hácerca de 15 anos.

Os pesquisadores inicialmente tentaram aumentar a eficiência colocando mais bactanãrias nos nanofios, que transferem elanãtrons diretamente para as bactanãrias para a reação química. Mas as bactanãrias se separaram dos nanofios, interrompendo o circuito.

Os pesquisadores finalmente descobriram que os insetos, ao produzirem acetato, diminua­am a acidez da águaao redor - isto anã, aumentavam uma medida chamada pH - e os faziam se separar dos nanofios. Ele e seus alunos finalmente encontraram uma maneira de manter a águaum pouco mais a¡cida para neutralizar o efeito do aumento do pH como resultado da produção conta­nua de acetato. Isso lhes permitiu empacotar muito mais bactanãrias na floresta de nanofios, aumentando a eficiência quase um fator de 10. Eles foram capazes de operar o reator, uma floresta de nanofios paralelos, por uma semana sem que as bactanãrias descascassem.

Neste experimento em particular, os nanofios foram usados ​​apenas como fios condutores, não como absorvedores solares. Um painel solar externo forneceu a energia.

Micrografia eletra´nica de varredura de um ha­brido nanofios-bactanãrias

Em um sistema do mundo real, no entanto, os nanofios absorviam a luz, geravam elanãtrons e os transportavam para as bactanãrias lascadas sobre os nanofios. As bactanãrias absorvem os elanãtrons e, semelhante a  maneira como as plantas produzem açúcar, convertem duas moléculas de dia³xido de carbono e águaem acetato e oxigaªnio.

"Esses nanofios de sila­cio são essencialmente como uma antena: eles capturam o fa³ton solar como um painel solar", disse Yang. "Dentro desses nanofios de sila­cio, eles geram elanãtrons e os alimentam com essas bactanãrias. Então as bactanãrias absorvem o CO 2 , fazem a química e cospem o acetato".

O oxigaªnio éum benefa­cio colateral e, em Marte, poderia reabastecer a atmosfera artificial dos colonos, o que imitaria o ambiente de oxigaªnio de 21% da Terra.

Yang alterou o sistema de outras maneiras - por exemplo, para incorporar pontos qua¢nticos na membrana da bactanãria que atuam como painanãis solares, absorvendo a luz solar e evitando a necessidade de nanofios de sila­cio. Essas bactanãrias ciborgues também produzem a¡cido acanãtico.

Seu laboratório continua a procurar maneiras de aumentar a eficiência do bio-ha­brido, e também estãoexplorando técnicas de engenharia genanãtica das bactanãrias para torna¡-las mais versa¡teis e capazes de produzir uma variedade de compostos orga¢nicos.

Fonte: Por Robert Sanders, Universidade da Califa³rnia, Berkeley