Les microbes peuvent être utilisés pour faire pousser des bioplastiques, une alternative durable aux plastiques traditionnels. Crédit :Shutterstock
L'électricité récoltée à partir du soleil ou du vent peut être utilisée de manière interchangeable avec l'électricité provenant de sources de charbon ou de pétrole. Ou l'électricité produite de manière durable peut être transformée en quelque chose de physique et d'utile. Des chercheurs en arts et sciences de l'Université de Washington à St. Louis ont découvert comment alimenter en électricité les microbes pour qu'ils deviennent vraiment verts, plastique biodégradable, comme indiqué dans le Journal de microbiologie industrielle et de biotechnologie.
"Alors que notre planète est aux prises avec un fléau endémique, utilisation de plastique à base de pétrole et déchets plastiques, trouver des moyens durables de fabriquer des bioplastiques devient de plus en plus important. Nous devons trouver de nouvelles solutions, " dit Arpita Bose, professeur assistant de biologie en Arts &Sciences.
Les énergies renouvelables représentent actuellement environ 11 % de la consommation énergétique totale des États-Unis et environ 17 % de la production d'électricité.
L'un des principaux enjeux de l'électricité renouvelable est le stockage de l'énergie :comment récupérer l'électricité produite pendant les heures ensoleillées et venteuses, et maintenez-le quand il fait sombre et immobile. Les bioplastiques sont une bonne utilisation de cette puissance "supplémentaire" provenant de sources intermittentes, Bose suggère, comme alternative au stockage sur batterie, et au lieu d'utiliser cette énergie pour fabriquer un autre type de carburant.
Son laboratoire est parmi les premiers à utiliser l'électrosynthèse microbienne pour démêler un polymère appelé polyhydroxybutyrate (PHB) à partir de microbes mangeurs d'électricité. Le plastique qu'ils fabriquent est « durable, neutre en carbone et à faible coût, " a déclaré Bose.
« L'un des enjeux majeurs de la production de bioplastiques est l'apport de substrat, qui affecte le coût, " a déclaré Tahina Ranaivoarisoa, technicien de recherche au laboratoire Bose et premier auteur du nouvel article. « Une bactérie polyvalente telle que R. palustris TIE-1, qui peut utiliser efficacement uniquement le dioxyde de carbone, la lumière et les électrons de l'électricité ou du fer pour la production de bioplastiques - élargit les substrats qui pourraient être utilisés dans la production de bioplastiques."
Les zones claires de cette cellule sont un polymère appelé polyhydroxybutyrate, qui a été cultivé par des cellules TIE-1 en utilisant uniquement la lumière, dioxyde de carbone et fer soluble. Crédit :Laboratoire Bose
Dans un article connexe de la revue Bioélectrochimie , L'équipe de recherche de Bose a illustré comment le TIE-1 interagit avec diverses formes de fer tout en utilisant l'électricité comme source d'électrons. Les chercheurs ont pu améliorer les taux de production de PHB en enduisant manuellement les électrodes que les microbes utilisaient avec un type spécial de rouille, ce qui a augmenté leur consommation d'électricité.
Bose pense que les bioplastiques d'origine microbienne ont un futur rôle à jouer dans l'espace, où les astronautes pourraient utiliser la technologie des imprimantes 3D pour fabriquer leurs propres outils au lieu de tout transporter depuis la Terre.
"Nos observations ouvrent de nouvelles portes pour la production durable de bioplastiques non seulement dans des environnements à ressources limitées sur Terre, mais aussi lors de l'exploration spatiale et pour l'utilisation des ressources in situ sur d'autres planètes, " a déclaré Bose.
