BAGIKAN
getty.img

Para ilmuwan telah menciptakan bakteri yang tercakup dalam semikonduktor kecil yang dapat menghasilkan sumber bahan bakar potensial dari sinar matahari, karbon dioksida dan air.

Bug yang disebut “cyborg” menghasilkan asam asetat, bahan kimia yang kemudian dapat diubah menjadi bahan bakar dan plastik.

Dalam percobaan laboratorium, bakteri terbukti jauh lebih efisien dalam memanen sinar matahari dibanding tanaman.

Pekerjaan tersebut dipresentasikan pada pertemuan American Chemical Society di Washington.

Periset telah mencoba meniru fotosintesis secara artifisial selama bertahun-tahun.

Bug panel surya

Di alam, pigmen hijau chlorophyll merupakan kunci proses ini, membantu tanaman mengubah karbon dioksida dan air, menggunakan sinar matahari, menjadi oksigen dan glukosa.

Tapi terlepas dari kenyataan bahwa itu berhasil, para ilmuwan mengatakan prosesnya relatif tidak efisien. Ini juga menjadi masalah besar dengan sebagian besar sistem buatan yang dikembangkan sampai saat ini.

Pendekatan baru ini berupaya memperbaiki efisiensi tersebut dengan dasarnya bertujuan untuk membekali bakteri dengan panel surya.

Setelah menyisir literatur mikrobiologi lama, para periset menyadari bahwa beberapa bug memiliki pertahanan alami terhadap kadmium, merkuri atau timbal yang memungkinkan mereka mengubah logam berat menjadi sulfida yang ditunjukkan oleh bakteri sebagai semikonduktor kristal kecil di permukaannya.

“Ini sangat memalukan, kami telah memanfaatkan kemampuan alami bakteri ini yang belum pernah dilihat melalui kacamata ini,” kata Dr Kelsey Sakimoto dari Harvard University di Massachusetts, AS.

“Kami menumbuhkannya dan memasukkan sejumlah kecil kadmium, dan tentu saja mereka menghasilkan kristal sulfida kadmium yang kemudian menggumpal di sisi luar tubuh mereka.”

Bakteri tersebut disebutkan lebih efisien daripada tanaman dalam menghasilkan bahan yang berguna dari sinar matahari

“Anda menumbuhkannya dengan kaldu cairnya dan Anda hanya menambahkan aliquot larutan kadmium kecil dan Anda menunggu beberapa hari dan keluar dari organisme fotosintetik ini.

“Semua sangat sederhana, mix-in-a-pot-chemistry.”

Bakteri yang baru didoping ini menghasilkan asam asetat, pada dasarnya cuka, dari CO2, air dan cahaya. Mereka memiliki efisiensi sekitar 80%, yaitu empat kali lipat tingkat panel surya komersial, dan lebih dari enam kali tingkat klorofil.

“Kami menghargai bakteri cyborg ini dan kemampuan mereka untuk membuat asetat karena menghasilkan substrat yang sudah dapat kami gunakan untuk menghasilkan produk yang lebih berharga dan lebih menarik,” kata Dr Sakimoto.

“Kami memiliki kolaborator yang memiliki sejumlah untaian E. coli yang direkayasa secara genetis untuk mengambil asam asetat sebagai sumber makanan mereka dan mereka dapat meningkatkannya menjadi butanol dan polimer yang disebut polyhydroxybutyrate.”

Ilmuwan telah mengembangkan bakteri yang tercakup dalam panel surya kecil yang terbuat dari kadmium sulfida

Pemanasan oleh Matahari

Dr Sakimoto percaya bahwa bakteri ini menawarkan beberapa keuntungan dibandingkan pendekatan lain untuk menghasilkan energi hijau dari sumber biologis.

Teknik lain untuk fotosintesis buatan memerlukan elektroda padat yang mahal.

Pendekatan bug cyborg benar-benar hanya membutuhkan cairan besar dari cairan untuk disimpan di Matahari – bakteri itu mereplikasi diri dan regenerasi sendiri, sehingga berpotensi menjadi limbah rendah. Ini mungkin bekerja paling baik di daerah pedesaan atau di negara berkembang.

Pekerjaan penelitian dilakukan di University of California, Berkeley di laboratorium Dr Peidong Yang.

“Dorongan penelitian di laboratorium saya adalah bakteri ‘non-fotosintetik’ yang pada dasarnya ‘supercharge’ dengan memberi mereka energi dalam bentuk elektron dari semikonduktor anorganik, seperti kadmium sulfida, yaitu peredam cahaya yang efisien,” kata Dr Yang.

Kelsey K. Sakimoto

“Kami sekarang mencari peredam cahaya jinak lebih baik daripada kadmium sulfida untuk memberi bakteri energi dari cahaya.”

Para periset percaya bahwa sementara pendekatan mereka telah mengambil langkah baru yang penting, mungkin pada akhirnya teknologi tersebut tidak akan berjalan dengan baik.

“Ada banyak sekali rancangan sistem yang berbeda ini dan sebenarnya kita baru mulai mengeksplorasi berbagai cara untuk menggabungkan kimia dan biologi,” kata Dr Sakimoto.

“Dan ada kemungkinan nyata bahwa akan muncul beberapa teknologi terbaru yang akan munculĀ  lebih baik daripada sistem kita saat ini.”