روش جدید برای تثبیت نیتروژن با الهام گیری از آنزیم های میکروبی

به گزارش سیناپرس به نقل از زیست فن، کودها نیتروژن عنصری مورد نیاز برای گیاهان و متعاقباً دیگر موجودات زنده را تأمین می‌کنند. بیشتر موجودات زنده نمی‌توانند از شکل گازی نیتروژن استفاده کنند و لازم است که نیتروژن را به شکل تثبیت شده به کار ببرند. تثبیت نیتروژن می‌تواند به شکل طبیعی یا مصنوعی اتفاق بیافتد.

تثبیت طبیعی نیتروژن حاصل عمکرد میکروب‌های خاص ساکن بر روی ریشه گیاهان با کمک آنزیم‌هایی به نام نیتروژنازها است که نیتروژن را به آمونیاک تبدیل می‌کنند. در مقابل در فرایند مصنوعی که فرایندی قدیمی بنام هاربر- بوش است، هیدروژن و نیتروژن در دما و فشار بسیار بالا در حضور کاتالیست آهن به آمونیاک تبدیل می‌شوند.

در روش جدید ابداع شده، محققان از ساختار نیتروژناز باکتریایی الهام گرفته و شکل بسیار ساده‌تر آن را توسعه داده‌اند که در واقع یک اتم آهن منفرد احاطه شده به وسیله یک داربست مولکولی است. با این روش جدید و اصلاح فرایند آنها توانسته‌اند بهره‌وری را به حدود ۷۲ درصد برسانند که جهش بزرگی نسبت به مقدار اولیه ۴۰ درصد به حساب آمده و نیاز به انرژی را نیز پایین می‌آورد.

پژوهشگران معتقدند که روش آنها دو مزیت عمده دارد. اولین مزیت سهولت تولید است زیرا نیاز به دما و فشار بالا و در نتیجه زیرساخت‌های مقیاس بزرگ فرایند هاربور- بوش را ندارد و واحدهای آن می‌تواند نزدیک به مناطق رشد محصولات راه‌اندازی شود.

مزیت دوم این است که از طریق آن می‌توان درک بهتری از عملکرد آنزیم نیتروژناز در مقیاس مولکولی داشت. این امر در آینده می‌تواند منجر به کاربردهای بیشتری از جمله در تولید سوخت‌های پایدار و قابل ذخیره شود.

No tags for this post.