Une étude conjointe de l'Université de Turku et du Centre de recherche technique VTT de Finlande a montré que la capacité de photosynthèse des cellules microbiennes à produire du biohydrogène à partir de l'énergie solaire peut être nettement améliorée en fixant les cellules à un film de nanocellulose transparent. Le procédé devrait également améliorer la production d'autres produits biochimiques à partir de cellules de microalgues. Les résultats ont été publiés dans le prestigieux Journal de la chimie des matériaux A .

Les travaux de Yagut Allahverdiyeva (professeur agrégé de biologie moléculaire des plantes à l'Université de Turku) et de son équipe sur l'utilisation des microalgues photosynthétiques et des cyanobactéries sont considérés parmi les catalyseurs les plus prometteurs de la bioéconomie. Grâce aux structures de biofilm simples d'ingénierie, l'énergie solaire captée par la photosynthèse peut être dirigée vers le produit final souhaité de manière efficace et contrôlée.

"Le rôle clé est joué par l'immobilisation cellulaire, c'est-à-dire lier les cellules à l'intérieur ou sur une surface d'une substance de type gel, moyennant quoi le métabolisme cellulaire passe de la croissance de la biomasse à la production des composés souhaités. En outre, fixation des cellules à un mince, le film transparent réduit considérablement la perte d'énergie lumineuse par rapport à la culture normale de microalgues dans le milieu de croissance, " dit Allahverdiyeva.

Le matériel adapté à l'immobilisation doit être poreux, transparent, résistant à l'eau et biologiquement compatible avec les cellules d'algues.

"Le film nanocellulose répond à toutes ces exigences. Il remplace efficacement le matériau utilisé jusqu'à présent, un polymère d'alginate avec une durabilité mécanique relativement faible et une faible porosité. Le film de nanocellulose transparent développé par VTT a de meilleures performances mécaniques et sa porosité peut être facilement adaptée, " dit Tekla Tammelin, un scientifique principal au VTT.

L'étude a révélé la haute compatibilité de la nanocellulose avec les algues vertes et les cyanobactéries productrices d'hydrogène. En outre, les rendements de production d'hydrogène des cellules d'algues vertes étaient nettement plus élevés pour la membrane de nanocellulose que lors de l'utilisation d'alginate.

"De plus, la libération de molécules plus grosses que l'hydrogène du film de nanocellulose peut être facilitée par une structure poreuse optimale, qui seront utilisés dans la production future d'autres produits biochimiques nécessaires à l'industrie, tels que les hydrocarbures ou les terpènes, " dit Allahverdiyeva.