ബയോളജിക്കൽ കാർബൺ സീക്വസ്ട്രേഷൻ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി സജീവ ഫോട്ടോസിന്തറ്റിക് ബയോകമ്പോസിറ്റുകൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്.

Nature.com സന്ദർശിച്ചതിന് നന്ദി.പരിമിതമായ CSS പിന്തുണയുള്ള ഒരു ബ്രൗസർ പതിപ്പാണ് നിങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത്.മികച്ച അനുഭവത്തിനായി, നിങ്ങൾ ഒരു അപ്‌ഡേറ്റ് ചെയ്‌ത ബ്രൗസർ ഉപയോഗിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ശുപാർശ ചെയ്യുന്നു (അല്ലെങ്കിൽ Internet Explorer-ൽ അനുയോജ്യത മോഡ് പ്രവർത്തനരഹിതമാക്കുക).കൂടാതെ, നിലവിലുള്ള പിന്തുണ ഉറപ്പാക്കാൻ, ഞങ്ങൾ ശൈലികളും JavaScript ഇല്ലാതെ സൈറ്റ് കാണിക്കുന്നു.
ഒരേസമയം മൂന്ന് സ്ലൈഡുകളുടെ ഒരു കറൗസൽ പ്രദർശിപ്പിക്കുന്നു.ഒരേ സമയം മൂന്ന് സ്ലൈഡുകളിലൂടെ നീങ്ങാൻ മുമ്പത്തേതും അടുത്തതും ബട്ടണുകൾ ഉപയോഗിക്കുക, അല്ലെങ്കിൽ ഒരു സമയം മൂന്ന് സ്ലൈഡുകളിലൂടെ നീങ്ങാൻ അവസാനത്തെ സ്ലൈഡർ ബട്ടണുകൾ ഉപയോഗിക്കുക.
പാരീസ് ഉടമ്പടിയുടെ ലക്ഷ്യങ്ങൾ കൈവരിക്കുന്നതിന് കാർബൺ പിടിച്ചെടുക്കലും സംഭരണവും അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്.കാർബൺ പിടിച്ചെടുക്കാനുള്ള പ്രകൃതിയുടെ സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് ഫോട്ടോസിന്തസിസ്.ലൈക്കണുകളിൽ നിന്ന് പ്രചോദനം ഉൾക്കൊണ്ട്, ഒരു ലൂഫാ സ്പോഞ്ചിൽ പ്രയോഗിച്ച അക്രിലിക് ലാറ്റക്സ് പോളിമർ ഉപയോഗിച്ച് ഞങ്ങൾ ഒരു 3D സയനോബാക്ടീരിയ ഫോട്ടോസിന്തറ്റിക് ബയോകമ്പോസിറ്റ് (അതായത് ലൈക്കൺ അനുകരിക്കുന്നു) വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.ബയോകോംപോസിറ്റിന്റെ CO2 ആഗിരണ നിരക്ക് 1.57 ± 0.08 g CO2 g-1 ബയോമാസ് d-1 ആണ്.പരീക്ഷണത്തിന്റെ തുടക്കത്തിൽ ഡ്രൈ ബയോമാസിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ് ഏറ്റെടുക്കൽ നിരക്ക്, പുതിയ ബയോമാസ് വളർത്താൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന CO2, കാർബോഹൈഡ്രേറ്റ് പോലുള്ള സംഭരണ ​​സംയുക്തങ്ങളിൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന CO2 എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.ഈ ഏറ്റെടുക്കൽ നിരക്ക് സ്ലറി നിയന്ത്രണ നടപടികളേക്കാൾ 14-20 മടങ്ങ് കൂടുതലാണ്, കൂടാതെ പ്രതിവർഷം 570 t CO2 t-1 ബയോമാസ് പിടിച്ചെടുക്കാൻ സാധ്യതയുള്ളതായി കണക്കാക്കാം-1, ഇത് 5.5-8.17 × 106 ഹെക്ടർ ഭൂവിനിയോഗത്തിന് തുല്യമാണ്, 8-12 GtCO2 നീക്കം ചെയ്യുന്നു. പ്രതിവർഷം CO2.ഇതിനു വിപരീതമായി, കാർബൺ പിടിച്ചെടുക്കലും സംഭരണവുമുള്ള ഫോറസ്റ്റ് ബയോ എനർജി 0.4-1.2 × 109 ഹെക്ടറാണ്.അധിക പോഷകങ്ങളോ വെള്ളമോ ഇല്ലാതെ ബയോകോംപോസിറ്റ് 12 ആഴ്ച പ്രവർത്തനക്ഷമമായി തുടർന്നു, അതിനുശേഷം പരീക്ഷണം അവസാനിപ്പിച്ചു.കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനത്തെ ചെറുക്കുന്നതിനുള്ള മാനവികതയുടെ ബഹുമുഖ സാങ്കേതിക നിലപാടുകൾക്കുള്ളിൽ, എഞ്ചിനീയറിംഗ് ചെയ്തതും ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്തതുമായ സയനോബാക്ടീരിയൽ ബയോകമ്പോസിറ്റുകൾക്ക് ജലം, പോഷകങ്ങൾ, ഭൂവിനിയോഗ നഷ്ടങ്ങൾ എന്നിവ കുറയ്ക്കുമ്പോൾ CO2 നീക്കം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് സുസ്ഥിരവും അളക്കാവുന്നതുമായ വിന്യാസത്തിന് സാധ്യതയുണ്ട്.
കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനം ആഗോള ജൈവവൈവിധ്യത്തിനും ആവാസവ്യവസ്ഥയുടെ സുസ്ഥിരതയ്ക്കും ജനങ്ങൾക്കും ഒരു യഥാർത്ഥ ഭീഷണിയാണ്.അതിന്റെ ഏറ്റവും മോശമായ പ്രത്യാഘാതങ്ങൾ ലഘൂകരിക്കുന്നതിന്, ഏകോപിതവും വലിയ തോതിലുള്ള ഡീകാർബറൈസേഷൻ പ്രോഗ്രാമുകളും ആവശ്യമാണ്, തീർച്ചയായും, അന്തരീക്ഷത്തിൽ നിന്ന് ഹരിതഗൃഹ വാതകങ്ങൾ നേരിട്ട് നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ചില രൂപങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്.വൈദ്യുതി ഉൽപ്പാദനം 2,3 പോസിറ്റീവ് ഡീകാർബണൈസേഷൻ ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, അന്തരീക്ഷ കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് (CO2) 4 കുറയ്ക്കുന്നതിന് നിലവിൽ സാമ്പത്തികമായി സുസ്ഥിരമായ സാങ്കേതിക പരിഹാരങ്ങളൊന്നുമില്ല, എന്നിരുന്നാലും ഫ്ലൂ ഗ്യാസ് പിടിച്ചെടുക്കൽ പുരോഗമിക്കുന്നു5.അളക്കാവുന്നതും പ്രായോഗികവുമായ എഞ്ചിനീയറിംഗ് സൊല്യൂഷനുകൾക്ക് പകരം, കാർബൺ ക്യാപ്‌ചറിനായി ആളുകൾ പ്രകൃതിദത്ത എഞ്ചിനീയർമാരിലേക്ക് തിരിയണം - ഫോട്ടോസിന്തറ്റിക് ജീവികൾ (ഫോട്ടോട്രോഫിക് ജീവികൾ).പ്രകാശസംശ്ലേഷണം പ്രകൃതിയുടെ കാർബൺ വേർതിരിക്കൽ സാങ്കേതികവിദ്യയാണ്, എന്നാൽ അർത്ഥവത്തായ സമയ സ്കെയിലുകളിൽ നരവംശ കാർബൺ സമ്പുഷ്ടീകരണം വിപരീതമാക്കാനുള്ള അതിന്റെ കഴിവ് സംശയാസ്പദമാണ്, എൻസൈമുകൾ കാര്യക്ഷമമല്ല, ഉചിതമായ സ്കെയിലുകളിൽ വിന്യസിക്കാനുള്ള അതിന്റെ കഴിവ് സംശയാസ്പദമാണ്.ഫോട്ടോട്രോഫിക്കുള്ള ഒരു സാധ്യതയുള്ള വഴി വനവൽക്കരണമാണ്, ഇത് കാർബൺ ക്യാപ്‌ചർ ആന്റ് സ്റ്റോറേജ് (BECCS) ഉപയോഗിച്ച് ബയോ എനർജിക്ക് വേണ്ടി മരങ്ങൾ മുറിക്കുന്നു, ഇത് നെഗറ്റീവ് എമിഷൻ ടെക്‌നോളജി എന്ന നിലയിൽ നെറ്റ് CO21 ഉദ്‌വമനം കുറയ്ക്കാൻ സഹായിക്കുന്നു.എന്നിരുന്നാലും, പ്രധാന രീതിയായി BECCS ഉപയോഗിച്ച് പാരീസ് ഉടമ്പടിയിലെ താപനില ലക്ഷ്യം 1.5°C കൈവരിക്കുന്നതിന് 0.4 മുതൽ 1.2 × 109 ഹെക്ടർ വരെ ആവശ്യമാണ്, ഇത് നിലവിലെ ആഗോള കൃഷിയോഗ്യമായ ഭൂമിയുടെ 25-75% ന് തുല്യമാണ്.കൂടാതെ, CO2 ബീജസങ്കലനത്തിന്റെ ആഗോള പ്രത്യാഘാതങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ട അനിശ്ചിതത്വം വന തോട്ടങ്ങളുടെ മൊത്തത്തിലുള്ള കാര്യക്ഷമതയെ ചോദ്യം ചെയ്യുന്നു7.പാരീസ് ഉടമ്പടി പ്രകാരം നിശ്ചയിച്ചിട്ടുള്ള താപനില ലക്ഷ്യങ്ങളിൽ എത്തണമെങ്കിൽ, ഓരോ വർഷവും 100 സെക്കൻഡ് GtCO2 ഹരിതഗൃഹ വാതകങ്ങൾ (GGR) അന്തരീക്ഷത്തിൽ നിന്ന് നീക്കം ചെയ്യണം.യുകെ ഡിപ്പാർട്ട്‌മെന്റ് ഓഫ് റിസർച്ച് ആന്റ് ഇന്നൊവേഷൻ ഈയിടെ അഞ്ച് GGR8 പ്രോജക്‌റ്റുകൾക്ക് ധനസഹായം പ്രഖ്യാപിച്ചിരുന്നു. BECCS പ്രക്രിയയെ പോഷിപ്പിക്കുന്നതിനായി പീറ്റ്‌ലാൻഡ് മാനേജ്‌മെന്റ്, മെച്ചപ്പെട്ട റോക്ക് വെതറിംഗ്, ട്രീ നടീൽ, ബയോചാർ, വറ്റാത്ത വിളകൾ എന്നിവ ഉൾപ്പെടുന്നു.അന്തരീക്ഷത്തിൽ നിന്ന് പ്രതിവർഷം 130 MtCO2-ൽ കൂടുതൽ നീക്കം ചെയ്യുന്നതിനുള്ള ചെലവ് 10-100 US$/tCO2, 0.2-8.1 MtCO2, പീറ്റ്‌ലാൻഡ് പുനഃസ്ഥാപിക്കുന്നതിന് പ്രതിവർഷം, 52-480 US$/tCO2, 12-27 MtCO2, പാറകളുടെ കാലാവസ്ഥയ്ക്ക് പ്രതിവർഷം 12-27 MtCO2 എന്നിവയാണ്. , 0.4-30 USD/വർഷം.tCO2, 3.6 MtCO2/വർഷം, വനമേഖലയിൽ 1% വർദ്ധനവ്, 0.4-30 US$/tCO2, 6-41 MtCO2/yr, ബയോചാർ, 140-270 US$/tCO2, 20-70 Mt CO2 പ്രതിവർഷം സ്ഥിരമായ വിളകൾക്ക് ഉപയോഗിക്കുന്നു BECCS9.
ഈ സമീപനങ്ങളുടെ സംയോജനം പ്രതിവർഷം 130 Mt CO2 എന്ന ലക്ഷ്യത്തിലെത്താൻ സാധ്യതയുണ്ട്, എന്നാൽ പാറയുടെ കാലാവസ്ഥയ്ക്കും BECCS നും ചെലവ് കൂടുതലാണ്, കൂടാതെ ബയോചാർ താരതമ്യേന വിലകുറഞ്ഞതും ഭൂവിനിയോഗവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടതാണെങ്കിലും ബയോചാർ ഉൽപാദന പ്രക്രിയയ്ക്ക് ആവശ്യമായ ഫീഡ്സ്റ്റോക്ക് ആവശ്യമാണ്.മറ്റ് GGR സാങ്കേതികവിദ്യകൾ വിന്യസിക്കാൻ ഈ വികസനവും നമ്പറും വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.
കരയിൽ പരിഹാരങ്ങൾ തേടുന്നതിനുപകരം, വെള്ളത്തിനായി നോക്കുക, പ്രത്യേകിച്ച് മൈക്രോ ആൽഗകൾ, സയനോബാക്ടീരിയ 10 പോലുള്ള ഏകകോശ ഫോട്ടോട്രോഫുകൾ.ലോകത്തിലെ കാർബൺ ഡൈ ഓക്‌സൈഡിന്റെ ഏകദേശം 50% ആൽഗകൾ (സയനോബാക്ടീരിയ ഉൾപ്പെടെ) പിടിച്ചെടുക്കുന്നു, എന്നിരുന്നാലും അവ ലോകത്തിലെ ജൈവവസ്തുക്കളുടെ 1% മാത്രമാണ്.സയനോബാക്ടീരിയകൾ പ്രകൃതിയുടെ യഥാർത്ഥ ബയോജിയോ എഞ്ചിനീയറുകളാണ്, ശ്വസന ഉപാപചയത്തിനും ഓക്സിജൻ ഫോട്ടോസിന്തസിസിലൂടെ ബഹുകോശ ജീവന്റെ പരിണാമത്തിനും അടിത്തറയിടുന്നു.കാർബൺ പിടിച്ചെടുക്കാൻ സയനോബാക്ടീരിയ ഉപയോഗിക്കുന്ന ആശയം പുതിയതല്ല, എന്നാൽ ഫിസിക്കൽ പ്ലേസ്‌മെന്റിന്റെ നൂതന രീതികൾ ഈ പുരാതന ജീവജാലങ്ങൾക്ക് പുതിയ ചക്രവാളങ്ങൾ തുറക്കുന്നു.
വ്യാവസായിക ആവശ്യങ്ങൾക്കായി മൈക്രോ ആൽഗകളും സയനോബാക്ടീരിയയും ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ തുറന്ന കുളങ്ങളും ഫോട്ടോബയോ റിയാക്ടറുകളും ഡിഫോൾട്ട് ആസ്തികളാണ്.ഈ കൾച്ചർ സിസ്റ്റങ്ങൾ ഒരു സസ്പെൻഷൻ കൾച്ചർ ഉപയോഗിക്കുന്നു, അതിൽ കോശങ്ങൾ ഒരു വളർച്ചാ മാധ്യമത്തിൽ സ്വതന്ത്രമായി പൊങ്ങിക്കിടക്കുന്നു14;എന്നിരുന്നാലും, കുളങ്ങൾക്കും ഫോട്ടോബയോ റിയാക്ടറുകൾക്കും മോശം CO2 വൻതോതിലുള്ള കൈമാറ്റം, ഭൂമിയുടെയും വെള്ളത്തിന്റെയും തീവ്രമായ ഉപയോഗം, ബയോഫൗളിംഗിനുള്ള സാധ്യത, ഉയർന്ന നിർമ്മാണത്തിനും പ്രവർത്തനത്തിനും ചെലവ് 15,16 എന്നിങ്ങനെ നിരവധി ദോഷങ്ങളുമുണ്ട്.സസ്‌പെൻഷൻ കൾച്ചറുകൾ ഉപയോഗിക്കാത്ത ബയോഫിലിം ബയോ റിയാക്ടറുകൾ ജലത്തിന്റെയും സ്ഥലത്തിന്റെയും കാര്യത്തിൽ കൂടുതൽ ലാഭകരമാണ്, പക്ഷേ അവ നിർജ്ജലീകരണത്തിന് അപകടസാധ്യതയുള്ളവയാണ്, ബയോഫിലിം ഡിറ്റാച്ച്‌മെന്റിന് (അതിനാൽ സജീവമായ ബയോമാസ് നഷ്‌ടപ്പെടാൻ) സാധ്യതയുള്ളവയാണ്, കൂടാതെ ബയോഫൗളിംഗിന് തുല്യമായ സാധ്യതയുണ്ട്.
CO2 ആഗിരണം നിരക്ക് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനും സ്ലറി, ബയോഫിലിം റിയാക്ടറുകൾ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്ന പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കുന്നതിനും പുതിയ സമീപനങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്.ലൈക്കണുകളാൽ പ്രചോദിതമായ ഫോട്ടോസിന്തറ്റിക് ബയോകമ്പോസിറ്റുകളാണ് അത്തരമൊരു സമീപനം.ലൈക്കണുകൾ ഫംഗസുകളുടെയും ഫോട്ടോബയോണ്ടുകളുടെയും (മൈക്രോഅൽഗകൾ കൂടാതെ/അല്ലെങ്കിൽ സയനോബാക്ടീരിയ) ഒരു സമുച്ചയമാണ്, അത് ഭൂമിയുടെ ഭൂപ്രദേശത്തിന്റെ ഏകദേശം 12% ഉൾക്കൊള്ളുന്നു.ഫംഗസുകൾ ഫോട്ടോബയോട്ടിക് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിന്റെ ശാരീരിക പിന്തുണയും സംരക്ഷണവും നങ്കൂരവും നൽകുന്നു, ഇത് ഫംഗസിന് കാർബൺ നൽകുന്നു (അധിക ഫോട്ടോസിന്തറ്റിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങളായി).നിർദ്ദിഷ്ട ബയോകമ്പോസിറ്റ് ഒരു "ലൈക്കൺ മിമെറ്റിക്" ആണ്, അതിൽ സയനോബാക്ടീരിയയുടെ സാന്ദ്രീകൃത ജനസംഖ്യ ഒരു കാരിയർ അടിവസ്ത്രത്തിൽ നേർത്ത ബയോകോട്ടിംഗിന്റെ രൂപത്തിൽ നിശ്ചലമാക്കപ്പെടുന്നു.കോശങ്ങൾക്ക് പുറമേ, ബയോകോട്ടിംഗിൽ ഫംഗസിനെ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു പോളിമർ മാട്രിക്സ് അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു.ജലത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള പോളിമർ എമൽഷനുകൾ അല്ലെങ്കിൽ "ലാറ്റക്‌സുകൾ" തിരഞ്ഞെടുക്കപ്പെടുന്നു, കാരണം അവ ജൈവ അനുയോജ്യവും മോടിയുള്ളതും ചെലവുകുറഞ്ഞതും കൈകാര്യം ചെയ്യാൻ എളുപ്പമുള്ളതും വാണിജ്യപരമായി ലഭ്യവുമാണ്19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26.
ലാറ്റക്സ് പോളിമറുകളുള്ള സെല്ലുകളുടെ ഫിക്സേഷൻ ലാറ്റക്സിന്റെ ഘടനയും ഫിലിം രൂപീകരണ പ്രക്രിയയും വളരെയധികം സ്വാധീനിക്കുന്നു.സിന്തറ്റിക് റബ്ബർ, പശ കോട്ടിംഗുകൾ, സീലാന്റുകൾ, കോൺക്രീറ്റ് അഡിറ്റീവുകൾ, പേപ്പർ, ടെക്സ്റ്റൈൽ കോട്ടിംഗുകൾ, ലാറ്റക്സ് പെയിന്റുകൾ എന്നിവ നിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു വൈവിധ്യമാർന്ന പ്രക്രിയയാണ് എമൽഷൻ പോളിമറൈസേഷൻ.ഉയർന്ന പ്രതികരണ നിരക്ക്, മോണോമർ കൺവേർഷൻ കാര്യക്ഷമത, ഉൽപ്പന്ന നിയന്ത്രണത്തിന്റെ എളുപ്പം എന്നിവ പോലെയുള്ള മറ്റ് പോളിമറൈസേഷൻ രീതികളെ അപേക്ഷിച്ച് ഇതിന് നിരവധി ഗുണങ്ങളുണ്ട്27,28.മോണോമറുകളുടെ തിരഞ്ഞെടുപ്പ് തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന പോളിമർ ഫിലിമിന്റെ ആവശ്യമുള്ള ഗുണങ്ങളെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ മിക്സഡ് മോണോമർ സിസ്റ്റങ്ങൾക്ക് (അതായത്, കോപോളിമറൈസേഷനുകൾ), ഫലമായുണ്ടാകുന്ന പോളിമർ മെറ്റീരിയൽ രൂപപ്പെടുന്ന മോണോമറുകളുടെ വ്യത്യസ്ത അനുപാതങ്ങൾ തിരഞ്ഞെടുത്ത് പോളിമറിന്റെ ഗുണവിശേഷതകൾ മാറ്റാൻ കഴിയും.ബ്യൂട്ടൈൽ അക്രിലേറ്റ്, സ്റ്റൈറൈൻ എന്നിവ ഏറ്റവും സാധാരണമായ അക്രിലിക് ലാറ്റക്സ് മോണോമറുകളിൽ ഒന്നാണ്, അവ ഇവിടെ ഉപയോഗിക്കുന്നു.കൂടാതെ, ഏകീകൃത ഫിലിം രൂപീകരണം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിന് കോലേസിംഗ് ഏജന്റുകൾ (ഉദാ. ടെക്‌സാനോൾ) പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്, അവിടെ അവർക്ക് പോളിമർ ലാറ്റക്‌സിന്റെ ഗുണങ്ങളിൽ മാറ്റം വരുത്തി ശക്തവും "തുടർച്ചയുള്ള" (കോൾസിംഗ്) കോട്ടിംഗ് നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയും.ഞങ്ങളുടെ പ്രാരംഭ പ്രൂഫ് ഓഫ് കൺസെപ്റ്റ് പഠനത്തിൽ, ഒരു ലൂഫാ സ്പോഞ്ചിൽ പ്രയോഗിച്ച വാണിജ്യ ലാറ്റക്സ് പെയിന്റ് ഉപയോഗിച്ച് ഉയർന്ന ഉപരിതല വിസ്തീർണ്ണം, ഉയർന്ന പോറോസിറ്റി 3D ബയോകമ്പോസിറ്റ് നിർമ്മിക്കപ്പെട്ടു.ദീർഘവും തുടർച്ചയായതുമായ കൃത്രിമത്വങ്ങൾക്ക് ശേഷം (എട്ട് ആഴ്ചകൾ), കോശവളർച്ച ലാറ്റക്‌സിന്റെ ഘടനാപരമായ സമഗ്രതയെ ദുർബലപ്പെടുത്തുന്നതിനാൽ, ലൂഫാ സ്‌കാഫോൾഡിൽ സയനോബാക്‌ടീരിയ നിലനിർത്താനുള്ള പരിമിതമായ കഴിവ് ബയോകമ്പോസിറ്റ് കാണിച്ചു.നിലവിലെ പഠനത്തിൽ, പോളിമർ ഡീഗ്രേഡേഷൻ നഷ്ടപ്പെടുത്താതെ കാർബൺ ക്യാപ്‌ചർ ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ തുടർച്ചയായ ഉപയോഗത്തിനായി അറിയപ്പെടുന്ന രസതന്ത്രത്തിന്റെ അക്രിലിക് ലാറ്റക്‌സ് പോളിമറുകളുടെ ഒരു ശ്രേണി വികസിപ്പിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ലക്ഷ്യമിടുന്നു.അങ്ങനെ ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, മെച്ചപ്പെട്ട ജൈവിക പ്രകടനവും തെളിയിക്കപ്പെട്ട ബയോകോമ്പോസിറ്റുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ മെക്കാനിക്കൽ ഇലാസ്തികതയും ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്ന ലൈക്കൺ പോലുള്ള പോളിമർ മാട്രിക്സ് മൂലകങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കാനുള്ള കഴിവ് ഞങ്ങൾ തെളിയിച്ചിട്ടുണ്ട്.കൂടുതൽ ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ കാർബൺ ക്യാപ്‌ചറിനുള്ള ബയോകമ്പോസിറ്റുകളുടെ ആഗിരണത്തെ ത്വരിതപ്പെടുത്തും, പ്രത്യേകിച്ചും CO2 സീക്വെസ്‌ട്രേഷൻ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ഉപാപചയ പരിഷ്‌ക്കരിച്ച സയനോബാക്ടീരിയയുമായി സംയോജിപ്പിക്കുമ്പോൾ.
മൂന്ന് പോളിമർ ഫോർമുലേഷനുകളുള്ള ഒമ്പത് ലാറ്റക്‌സുകളും (H = "ഹാർഡ്", N = "നോർമൽ", S = "സോഫ്റ്റ്"), മൂന്ന് തരം ടെക്‌സനോൾ (0, 4, 12% v/v) എന്നിവ വിഷാംശത്തിനും സ്‌ട്രെയിൻ കോറിലേഷനുമായി പരീക്ഷിച്ചു.ഒട്ടിപ്പിടിക്കുന്ന.രണ്ട് സയനോബാക്ടീരിയകളിൽ നിന്ന്.ലാറ്റക്സ് തരം എസ്. എലോംഗറ്റസ് പിസിസി 7942 (ഷിറർ-റേ-ഹേർ ടെസ്റ്റ്, ലാറ്റക്സ്: DF=2, H=23.157, P=<0.001), CCAP 1479/1A (ടു-വേ ANOVA, ലാറ്റക്സ്: DF=2, F എന്നിവയെ ഗണ്യമായി സ്വാധീനിച്ചു. = 103.93, പി = <0.001) (ചിത്രം 1 എ).ടെക്‌സാനോളിന്റെ സാന്ദ്രത S. elongatus PCC 7942 ന്റെ വളർച്ചയെ കാര്യമായി ബാധിച്ചില്ല, N-ലാറ്റക്സ് മാത്രം വിഷരഹിതമായിരുന്നു (ചിത്രം 1a), കൂടാതെ 0 N, 4 N എന്നിവ യഥാക്രമം 26%, 35% വളർച്ച നിലനിർത്തി (Mann- വിറ്റ്‌നി യു, 0 എൻ വേഴ്സസ്. 4 എൻ: W = 13.50, പി = 0.245; 0 എൻ വേഴ്സസ് കൺട്രോൾ: ഡബ്ല്യു = 25.0, പി = 0.061; 4 എൻ വേഴ്സസ് കൺട്രോൾ: ഡബ്ല്യു = 25.0, പി = 0.061) കൂടാതെ 12 എൻ വളർച്ച നിലനിർത്തുന്നു ജൈവ നിയന്ത്രണത്തിലേക്ക് (മാൻ-വിറ്റ്നി യൂണിവേഴ്സിറ്റി, 12 N vs. നിയന്ത്രണം: W = 17.0, P = 0.885).S. elongatus CCAP 1479/1A-ന്, ലാറ്റക്സ് മിശ്രിതവും ടെക്‌സാനോൾ സാന്ദ്രതയും പ്രധാന ഘടകങ്ങളായിരുന്നു, ഇവ രണ്ടും തമ്മിൽ കാര്യമായ ഇടപെടൽ നിരീക്ഷിക്കപ്പെട്ടു (ടു-വേ ANOVA, ലാറ്റക്സ്: DF=2, F=103.93, P=<0.001, Texanol : DF=2, F=5.96, P=0.01, Latex*Texanol: DF=4, F=3.41, P=0.03).0 N ഉം എല്ലാ "സോഫ്റ്റ്" ലാറ്റക്സുകളും വളർച്ചയെ പ്രോത്സാഹിപ്പിച്ചു (ചിത്രം 1a).സ്റ്റൈറീൻ ഘടന കുറയുന്നതോടെ വളർച്ച മെച്ചപ്പെടുത്താനുള്ള പ്രവണതയുണ്ട്.
ലാറ്റക്സ് ഫോർമുലേഷനുകളിലേക്കുള്ള സയനോബാക്ടീരിയയുടെ വിഷാംശവും അഡീഷൻ പരിശോധനയും (Synechococcus elongatus PCC 7942, CCAP 1479/1A), ഗ്ലാസ് ട്രാൻസിഷൻ ടെമ്പറേച്ചറുമായുള്ള ബന്ധം (Tg), വിഷാംശവും അഡീഷൻ ഡാറ്റയും അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള തീരുമാന മാട്രിക്സ്.(എ) സസ്പെൻഷൻ കൾച്ചറുകൾ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് നോർമലൈസ് ചെയ്ത സയനോബാക്ടീരിയയുടെ ശതമാനം വളർച്ചയുടെ പ്രത്യേക പ്ലോട്ടുകൾ ഉപയോഗിച്ച് വിഷാംശ പരിശോധന നടത്തി.* എന്ന് അടയാളപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്ന ചികിത്സകൾ നിയന്ത്രണങ്ങളിൽ നിന്ന് കാര്യമായി വ്യത്യസ്തമാണ്.(ബി) Tg ലാറ്റക്‌സിനെതിരായ സയനോബാക്ടീരിയ വളർച്ചാ ഡാറ്റ (അർത്ഥം ± SD; n = 3).(സി) ബയോകോംപോസിറ്റ് അഡീഷൻ ടെസ്റ്റിൽ നിന്ന് പുറത്തുവിട്ട സയനോബാക്ടീരിയയുടെ സഞ്ചിത എണ്ണം.(d) ലാറ്റക്‌സിന്റെ Tg-യ്‌ക്കെതിരായ അഡീഷൻ ഡാറ്റ (അർത്ഥം ± StDev; n = 3).വിഷാംശവും അഡീഷൻ ഡാറ്റയും അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഇ ഡിസിഷൻ മാട്രിക്സ്.സ്റ്റൈറീനും ബ്യൂട്ടൈൽ അക്രിലേറ്റും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം "ഹാർഡ്" (എച്ച്) ലാറ്റക്സിന് 1:3 ആണ്, "സാധാരണ" (N) ന് 1:1, "സോഫ്റ്റ്" (എസ്) ന് 3:1.ലാറ്റക്സ് കോഡിലെ മുൻ സംഖ്യകൾ ടെക്സനോളിന്റെ ഉള്ളടക്കവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു.
മിക്ക കേസുകളിലും, ടെക്‌സാനോൾ സാന്ദ്രത കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് സെൽ പ്രവർത്തനക്ഷമത കുറഞ്ഞു, എന്നാൽ ഏതെങ്കിലും സ്‌ട്രെയിനുകൾക്ക് കാര്യമായ ബന്ധമില്ല (CCAP 1479/1A: DF = 25, r = -0.208, P = 0.299; PCC 7942: DF = 25, r = - 0.127, പി = 0.527).അത്തിപ്പഴത്തിൽ.1b കോശ വളർച്ചയും ഗ്ലാസ് ട്രാൻസിഷൻ താപനിലയും (Tg) തമ്മിലുള്ള ബന്ധം കാണിക്കുന്നു.ടെക്‌സാനോൾ സാന്ദ്രതയും Tg മൂല്യങ്ങളും തമ്മിൽ ശക്തമായ ഒരു നെഗറ്റീവ് ബന്ധമുണ്ട് (H-ലാറ്റക്സ്: DF=7, r=-0.989, P=<0.001; N-latex: DF=7, r=-0.964, P=<0.001 ; എസ്- ലാറ്റക്സ്: DF=7, r=-0.946, P=<0.001).എസ് എലോംഗറ്റസ് പിസിസി 7942-ന്റെ വളർച്ചയ്ക്ക് ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ ടിജി ഏകദേശം 17 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസാണ് (ചിത്രം 1 ബി), എസ് എലോംഗറ്റസ് സിസിഎപി 1479/1എ 0 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിനു താഴെയുള്ള ടിജിയെ അനുകൂലിച്ചു (ചിത്രം 1 ബി).ടിജിയും വിഷാംശ ഡാറ്റയും (DF=25, r=-0.857, P=<0.001) തമ്മിൽ S. elongatus CCAP 1479/1A-ക്ക് മാത്രമേ ശക്തമായ നെഗറ്റീവ് ബന്ധമുള്ളൂ.
എല്ലാ ലാറ്റക്സുകൾക്കും നല്ല അഡീഷൻ അഫിനിറ്റി ഉണ്ടായിരുന്നു, അവയൊന്നും 72 മണിക്കൂറിന് ശേഷം 1% സെല്ലുകളിൽ കൂടുതൽ പുറത്തുവിട്ടില്ല (ചിത്രം 1 സി).എസ്. എലോംഗറ്റസിന്റെ രണ്ട് സ്‌ട്രെയിനുകളുടെ ലാറ്റക്‌സുകൾ തമ്മിൽ കാര്യമായ വ്യത്യാസമില്ല (PCC 7942: Scheirer-Ray-Hara test, Latex*Texanol, DF=4, H=0.903; P=0.924; CCAP 1479/1A: Scheirer- റേ ടെസ്റ്റ്).– ഹെയർ ടെസ്റ്റ്, ലാറ്റക്സ്*ടെക്സാനോൾ, DF=4, H=3.277, P=0.513).ടെക്സാനോളിന്റെ സാന്ദ്രത കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച് കൂടുതൽ കോശങ്ങൾ പുറത്തുവരുന്നു (ചിത്രം 1 സി).S. elongatus PCC 7942 (DF=25, r=-0.660, P=<0.001) (ചിത്രം 1d) മായി താരതമ്യം ചെയ്യുമ്പോൾ.കൂടാതെ, രണ്ട് സ്‌ട്രെയിനുകളുടെ ടിജിയും സെൽ അഡീഷനും തമ്മിൽ സ്ഥിതിവിവരക്കണക്ക് ബന്ധമില്ല (PCC 7942: DF=25, r=0.301, P=0.127; CCAP 1479/1A: DF=25, r=0.287, P=0.147).
രണ്ട് സമ്മർദ്ദങ്ങൾക്കും, "ഹാർഡ്" ലാറ്റക്സ് പോളിമറുകൾ ഫലപ്രദമല്ല.വിപരീതമായി, 4N ഉം 12N ഉം S. elongatus PCC 7942 നെതിരെ മികച്ച പ്രകടനം കാഴ്ചവച്ചു, അതേസമയം 4S, 12S എന്നിവ CCAP 1479/1A (ചിത്രം 1e) നെതിരെ മികച്ച പ്രകടനം കാഴ്ചവച്ചു, എന്നിരുന്നാലും പോളിമർ മാട്രിക്‌സിന്റെ കൂടുതൽ ഒപ്റ്റിമൈസേഷനായി വ്യക്തമായ ഇടമുണ്ട്.ഈ പോളിമറുകൾ സെമി-ബാച്ച് നെറ്റ് CO2 അപ്‌ടേക്ക് ടെസ്റ്റുകളിൽ ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ട്.
ജലീയ ലാറ്റക്സ് ഘടനയിൽ സസ്പെൻഡ് ചെയ്ത സെല്ലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഫോട്ടോഫിസിയോളജി 7 ദിവസത്തേക്ക് നിരീക്ഷിച്ചു.പൊതുവേ, പ്രകടമായ ഫോട്ടോസിന്തസിസ് നിരക്കും (PS) പരമാവധി PSII ക്വാണ്ടം വിളവും (Fv/Fm) കാലക്രമേണ കുറയുന്നു, എന്നാൽ ഈ കുറവ് അസമമാണ്, ചില PS ഡാറ്റാസെറ്റുകൾ ഒരു ബൈഫാസിക് പ്രതികരണം കാണിക്കുന്നു, ഇത് തത്സമയ വീണ്ടെടുക്കൽ ആണെങ്കിലും ഭാഗിക പ്രതികരണം നിർദ്ദേശിക്കുന്നു. ഹ്രസ്വമായ PS പ്രവർത്തനം (ചിത്രം 2a, 3b).ബൈഫാസിക് Fv/Fm പ്രതികരണം വളരെ കുറവായിരുന്നു (ചിത്രങ്ങൾ 2b, 3b).
(എ) കൺട്രോൾ സസ്പെൻഷൻ കൾച്ചറുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ലാറ്റക്സ് ഫോർമുലേഷനുകളോടുള്ള പ്രതികരണമായി സിനെക്കോകോക്കസ് എലോംഗറ്റസ് പിസിസി 7942 ന്റെ വ്യക്തമായ ഫോട്ടോസിന്തസിസ് നിരക്ക് (പിഎസ്) കൂടാതെ (ബി) പരമാവധി പിഎസ്ഐഐ ക്വാണ്ടം വിളവ് (എഫ്വി/എഫ്എം).സ്റ്റൈറീനും ബ്യൂട്ടൈൽ അക്രിലേറ്റും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം "ഹാർഡ്" (എച്ച്) ലാറ്റക്സിന് 1:3 ആണ്, "സാധാരണ" (N) ന് 1:1, "സോഫ്റ്റ്" (എസ്) ന് 3:1.ലാറ്റക്സ് കോഡിലെ മുൻ സംഖ്യകൾ ടെക്സനോളിന്റെ ഉള്ളടക്കവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു.(അർത്ഥം ± സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഡീവിയേഷൻ; n = 3).
(എ) കൺട്രോൾ സസ്പെൻഷൻ കൾച്ചറുകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ലാറ്റക്സ് ഫോർമുലേഷനുകളോടുള്ള പ്രതികരണമായി, പ്രത്യക്ഷമായ ഫോട്ടോസിന്തസിസ് റേറ്റ് (പിഎസ്) കൂടാതെ (ബി) പരമാവധി പിഎസ്ഐഐ ക്വാണ്ടം യീൽഡ് (എഫ്വി/എഫ്എം) Synechococcus elongatus CCAP 1479/1A.സ്റ്റൈറീനും ബ്യൂട്ടൈൽ അക്രിലേറ്റും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം "ഹാർഡ്" (എച്ച്) ലാറ്റക്സിന് 1:3 ആണ്, "സാധാരണ" (N) ന് 1:1, "സോഫ്റ്റ്" (എസ്) ന് 3:1.ലാറ്റക്സ് കോഡിലെ മുൻ സംഖ്യകൾ ടെക്സനോളിന്റെ ഉള്ളടക്കവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു.(അർത്ഥം ± സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഡീവിയേഷൻ; n = 3).
S. elongatus PCC 7942-ന്, ലാറ്റക്സ് ഘടനയും ടെക്‌സാനോൾ സാന്ദ്രതയും കാലക്രമേണ PS-നെ ബാധിച്ചില്ല (GLM, Latex*Texanol*Time, DF = 28, F = 1.49, P = 0.07), എന്നിരുന്നാലും ഘടന ഒരു പ്രധാന ഘടകമാണ് (GLM)., ലാറ്റക്സ് * സമയം, DF = 14, F = 3.14, P = <0.001) (ചിത്രം 2a).കാലക്രമേണ ടെക്‌സാനോൾ സാന്ദ്രതയ്ക്ക് കാര്യമായ ഫലമൊന്നും ഉണ്ടായില്ല (GLM, Texanol*time, DF=14, F=1.63, P=0.078).Fv/Fm (GLM, Latex*Texanol*Time, DF=28, F=4.54, P=<0.001) ബാധിക്കുന്ന കാര്യമായ ഇടപെടൽ ഉണ്ടായി.ലാറ്റക്സ് ഫോർമുലേഷനും ടെക്സനോൾ സാന്ദ്രതയും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനം Fv/Fm-ൽ കാര്യമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തി (GLM, Latex*Texanol, DF=4, F=180.42, P=<0.001).ഓരോ പരാമീറ്ററും കാലക്രമേണ Fv/Fm-നെ ബാധിക്കുന്നു (GLM, Latex*Time, DF=14, F=9.91, P=<0.001, Texanol*Time, DF=14, F=10.71, P=< 0.001).ലാറ്റെക്സ് 12H ഏറ്റവും കുറഞ്ഞ ശരാശരി PS, Fv/Fm മൂല്യങ്ങൾ (ചിത്രം 2b) നിലനിർത്തി, ഈ പോളിമർ കൂടുതൽ വിഷലിപ്തമാണെന്ന് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.
S. elongatus CCAP 1479/1A യുടെ PS ഗണ്യമായി വ്യത്യാസപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു (GLM, ലാറ്റക്സ് * ടെക്‌സനോൾ * സമയം, DF = 28, F = 2.75, P = <0.001), ടെക്‌സാനോൾ സാന്ദ്രതയേക്കാൾ ലാറ്റക്സ് ഘടനയിൽ (GLM, ലാറ്റക്സ്* സമയം, DF =14, F=6.38, P=<0.001, GLM, Texanol*time, DF=14, F=1.26, P=0.239)."സോഫ്റ്റ്" പോളിമറുകൾ 0S, 4S എന്നിവ കൺട്രോൾ സസ്പെൻഷനുകളേക്കാൾ അല്പം ഉയർന്ന പിഎസ് പ്രകടനം നിലനിർത്തി (മാൻ-വിറ്റ്നി U, 0S വേഴ്സസ് കൺട്രോളുകൾ, W = 686.0, P = 0.044, 4S വേഴ്സസ് കൺട്രോളുകൾ, W = 713, P = 0.01) മെച്ചപ്പെട്ട Fv./Fm (ചിത്രം 3a) ഫോട്ടോസിസ്റ്റം II ലേക്ക് കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമമായ ഗതാഗതം കാണിക്കുന്നു.CCAP 1479/1A സെല്ലുകളുടെ Fv/Fm മൂല്യങ്ങൾക്ക്, കാലക്രമേണ കാര്യമായ ലാറ്റക്സ് വ്യത്യാസമുണ്ടായി (GLM, Latex*Texanol*Time, DF=28, F=6.00, P=<0.001) (ചിത്രം 3b).).
അത്തിപ്പഴത്തിൽ.4 ഓരോ സ്‌ട്രെയിനിനും കോശ വളർച്ചയുടെ പ്രവർത്തനമായി 7 ദിവസ കാലയളവിൽ ശരാശരി PS, Fv/Fm എന്നിവ കാണിക്കുന്നു.S. elongatus PCC 7942 ന് വ്യക്തമായ പാറ്റേൺ ഇല്ലായിരുന്നു (ചിത്രം 4a, b), എന്നിരുന്നാലും, CCAP 1479/1A PS (ചിത്രം 4c), Fv/Fm (ചിത്രം 4d) മൂല്യങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള ഒരു പരാബോളിക് ബന്ധം കാണിച്ചു സ്റ്റൈറീൻ, ബ്യൂട്ടൈൽ അക്രിലേറ്റ് എന്നിവയുടെ അനുപാതം മാറുന്നതിനനുസരിച്ച് വളരുന്നു.
ലാറ്റക്സ് തയ്യാറെടുപ്പുകളിൽ സിനെകോകോക്കസ് ലോംഗത്തിന്റെ വളർച്ചയും ഫോട്ടോഫിസിയോളജിയും തമ്മിലുള്ള ബന്ധം.(എ) വ്യക്തമായ ഫോട്ടോസിന്തറ്റിക് നിരക്ക് (PS), (ബി) PCC യുടെ പരമാവധി PSII ക്വാണ്ടം വിളവ് (Fv/Fm) 7942. c ടോക്സിസിറ്റി ഡാറ്റ PS, d Fv/Fm CCAP 1479/1A എന്നിവയ്‌ക്കെതിരെ പ്ലോട്ട് ചെയ്‌തു.സ്റ്റൈറീനും ബ്യൂട്ടൈൽ അക്രിലേറ്റും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം "ഹാർഡ്" (എച്ച്) ലാറ്റക്സിന് 1:3 ആണ്, "സാധാരണ" (N) ന് 1:1, "സോഫ്റ്റ്" (എസ്) ന് 3:1.ലാറ്റക്സ് കോഡിലെ മുൻ സംഖ്യകൾ ടെക്സനോളിന്റെ ഉള്ളടക്കവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു.(അർത്ഥം ± സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഡീവിയേഷൻ; n = 3).
ബയോകോംപോസിറ്റ് പിസിസി 7942 ആദ്യ നാല് ആഴ്ചകളിൽ കാര്യമായ സെൽ ലീച്ചിംഗിനൊപ്പം സെൽ നിലനിർത്തുന്നതിൽ പരിമിതമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തി (ചിത്രം 5).CO2 ഏറ്റെടുക്കലിന്റെ പ്രാരംഭ ഘട്ടത്തിനുശേഷം, 12 N ലാറ്റക്സ് ഉപയോഗിച്ച് ഉറപ്പിച്ച കോശങ്ങൾ CO2 പുറത്തുവിടാൻ തുടങ്ങി, ഈ പാറ്റേൺ 4-നും 14-നും ഇടയിൽ തുടർന്നു (ചിത്രം 5b).ഈ ഡാറ്റ പിഗ്മെന്റ് നിറവ്യത്യാസത്തിന്റെ നിരീക്ഷണങ്ങളുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു.18-ാം ദിവസം മുതൽ നെറ്റ് CO2 ഏറ്റെടുക്കൽ വീണ്ടും ആരംഭിച്ചു. സെൽ റിലീസ് (ചിത്രം 5a) ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, PCC 7942 12 N ബയോകോംപോസിറ്റ് 28 ദിവസത്തിനുള്ളിൽ കൺട്രോൾ സസ്പെൻഷനേക്കാൾ കൂടുതൽ CO2 ശേഖരിച്ചു, ചെറുതായി എങ്കിലും (മാൻ-വിറ്റ്നി യു-ടെസ്റ്റ്, W = 2275.5; പി = 0.066).ലാറ്റക്സ് 12 N ഉം 4 N ഉം CO2 ആഗിരണം ചെയ്യുന്ന നിരക്ക് 0.51 ± 0.34 ഉം 1.18 ± 0.29 g CO2 g-1 ന്റെ ബയോമാസ് d-1 ഉം ആണ്.ചികിത്സയും സമയ നിലവാരവും തമ്മിൽ സ്ഥിതിവിവരക്കണക്കനുസരിച്ച് കാര്യമായ വ്യത്യാസമുണ്ട് (ചെയർ-റേ-ഹേർ ടെസ്റ്റ്, ചികിത്സ: DF=2, H=70.62, P=<0.001 സമയം: DF=13, H=23.63, P=0.034), പക്ഷേ അത് ആയിരുന്നില്ല.ചികിത്സയും സമയവും തമ്മിൽ കാര്യമായ ബന്ധമുണ്ടായിരുന്നു (ചെയർ-റേ-ഹാർ ടെസ്റ്റ്, സമയം*ചികിത്സ: DF=26, H=8.70, P=0.999).
4N, 12N ലാറ്റക്സ് ഉപയോഗിച്ച് Synechococcus elongatus PCC 7942 ബയോകോമ്പോസിറ്റുകളിൽ ഹാഫ്-ബാച്ച് CO2 അപ്പ്ടേക്ക് ടെസ്റ്റുകൾ.(എ) ചിത്രങ്ങൾ സെൽ റിലീസും പിഗ്മെന്റ് നിറവ്യത്യാസവും കാണിക്കുന്നു, കൂടാതെ പരിശോധനയ്ക്ക് മുമ്പും ശേഷവും ബയോകോംപോസിറ്റിന്റെ SEM ഇമേജുകൾ കാണിക്കുന്നു.വെളുത്ത ഡോട്ടുള്ള വരകൾ ബയോകോംപോസിറ്റിലെ സെൽ ഡിപ്പോസിഷൻ സൈറ്റുകളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.(ബി) നാല് ആഴ്ച കാലയളവിൽ ക്യുമുലേറ്റീവ് നെറ്റ് CO2 ഏറ്റെടുക്കൽ."സാധാരണ" (N) ലാറ്റക്സിന് 1:1 എന്ന ബ്യൂട്ടൈൽ അക്രിലേറ്റ്, സ്റ്റൈറീൻ എന്നിവയുടെ അനുപാതമുണ്ട്.ലാറ്റക്സ് കോഡിലെ മുൻ സംഖ്യകൾ ടെക്സനോളിന്റെ ഉള്ളടക്കവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു.(അർത്ഥം ± സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഡീവിയേഷൻ; n = 3).
4S, 12S എന്നിവയ്‌ക്കൊപ്പം CCAP 1479/1A എന്ന സ്‌ട്രെയിന് സെൽ നിലനിർത്തൽ ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തി, എന്നിരുന്നാലും പിഗ്മെന്റ് കാലക്രമേണ നിറം മാറി (ചിത്രം 6a).ബയോകോംപോസിറ്റ് CCAP 1479/1A അധിക പോഷക സപ്ലിമെന്റുകളില്ലാതെ 84 ദിവസത്തേക്ക് (12 ആഴ്ച) CO2 ആഗിരണം ചെയ്യുന്നു.SEM വിശകലനം (ചിത്രം 6a) ചെറിയ സെൽ ഡിറ്റാച്ച്മെന്റിന്റെ ദൃശ്യ നിരീക്ഷണം സ്ഥിരീകരിച്ചു.തുടക്കത്തിൽ, കോശങ്ങൾ ഒരു ലാറ്റക്സ് കോട്ടിംഗിൽ പൊതിഞ്ഞിരുന്നു, അത് കോശ വളർച്ചയ്ക്കിടയിലും അതിന്റെ സമഗ്രത നിലനിർത്തി.CO2 ഏറ്റെടുക്കൽ നിരക്ക് കൺട്രോൾ ഗ്രൂപ്പിനേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണ് (Scheirer-Ray-Har ടെസ്റ്റ്, ചികിത്സ: DF=2; H=240.59; P=<0.001, സമയം: DF=42; H=112; P=<0.001 ) ( ചിത്രം 6b).12S ബയോകോമ്പോസിറ്റ് ഏറ്റവും ഉയർന്ന CO2 ആഗിരണത്തിൽ (1.57 ± 0.08 g CO2 g-1 ബയോമാസ് പ്രതിദിനം) കൈവരിച്ചു, അതേസമയം 4S ലാറ്റക്സ് പ്രതിദിനം 1.13 ± 0.41 g CO2 g-1 ബയോമാസ് ആയിരുന്നു, എന്നാൽ അവ കാര്യമായി വ്യത്യാസപ്പെട്ടില്ല (Mann-Whitney U . ടെസ്റ്റ്, W = 1507.50; P = 0.07) കൂടാതെ ചികിത്സയും സമയവും തമ്മിൽ കാര്യമായ ഇടപെടൽ ഇല്ല (Shirer-Rey-Hara ടെസ്റ്റ്, സമയം * ചികിത്സ: DF = 82; H = 10 .37; P = 1.000).
4N, 12N ലാറ്റക്സ് ഉള്ള Synechococcus elongatus CCAP 1479/1A ബയോകോമ്പോസിറ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ച് പകുതിയോളം CO2 എടുക്കൽ പരിശോധന.(എ) ചിത്രങ്ങൾ സെൽ റിലീസും പിഗ്മെന്റ് നിറവ്യത്യാസവും കാണിക്കുന്നു, കൂടാതെ പരിശോധനയ്ക്ക് മുമ്പും ശേഷവും ബയോകോംപോസിറ്റിന്റെ SEM ഇമേജുകൾ കാണിക്കുന്നു.വെളുത്ത ഡോട്ടുള്ള വരകൾ ബയോകോംപോസിറ്റിലെ സെൽ ഡിപ്പോസിഷൻ സൈറ്റുകളെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.(ബി) പന്ത്രണ്ട് ആഴ്ച കാലയളവിൽ മൊത്തം CO2 ഏറ്റെടുക്കൽ."സോഫ്റ്റ്" (എസ്) ലാറ്റക്സിന് 1:1 എന്ന ബ്യൂട്ടൈൽ അക്രിലേറ്റ്, സ്റ്റൈറീൻ എന്നിവയുടെ അനുപാതമുണ്ട്.ലാറ്റക്സ് കോഡിലെ മുൻ സംഖ്യകൾ ടെക്സനോളിന്റെ ഉള്ളടക്കവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു.(അർത്ഥം ± സ്റ്റാൻഡേർഡ് ഡീവിയേഷൻ; n = 3).
എസ്. എലോംഗറ്റസ് പിസിസി 7942 (ഷിറർ-റേ-ഹാർ ടെസ്റ്റ്, സമയം*ചികിത്സ: DF=4, H=3.243, P=0.518) അല്ലെങ്കിൽ ബയോകോംപോസിറ്റ് എസ്. എലോംഗറ്റസ് CCAP 1479/1A (രണ്ട്-ANOVA, സമയം*ചികിത്സ: DF=8 , F = 1.79, P = 0.119) (ചിത്രം S4).Biocomposite PCC 7942-ൽ 2-ആം ആഴ്ചയിൽ ഏറ്റവും ഉയർന്ന കാർബോഹൈഡ്രേറ്റ് ഉണ്ടായിരുന്നു (4 N = 59.4 ± 22.5 wt%, 12 N = 67.9 ± 3.3 wt%), അതേസമയം കൺട്രോൾ സസ്പെൻഷനിൽ ഏറ്റവും ഉയർന്ന കാർബോഹൈഡ്രേറ്റ് ഉള്ളടക്കം ആഴ്ച 4-ൽ ഉണ്ടായിരുന്നു (നിയന്ത്രണം = 59.6 w/w).CCAP 1479/1A ബയോകമ്പോസിറ്റിന്റെ മൊത്തം കാർബോഹൈഡ്രേറ്റ് ഉള്ളടക്കം, ട്രയലിന്റെ തുടക്കത്തിലൊഴികെ കൺട്രോൾ സസ്പെൻഷനുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്നതാണ്, 4 ആഴ്ചയിൽ 12S ലാറ്റക്സിൽ ചില മാറ്റങ്ങൾ വരുത്തി. ബയോകോംപോസിറ്റിന്റെ ഏറ്റവും ഉയർന്ന മൂല്യങ്ങൾ 51.9 ± 9.6 wt% ആയിരുന്നു. 4S-നും 77.1 ± 17.0 wt% 12S-നും.
ലൈക്കൺ മിമിക് ബയോകോംപോസിറ്റ് ആശയത്തിന്റെ ഒരു പ്രധാന ഘടകമെന്ന നിലയിൽ, ബയോ കോംപാറ്റിബിലിറ്റിയോ പ്രകടനമോ നഷ്ടപ്പെടുത്താതെ, നേർത്ത ഫിലിം ലാറ്റക്സ് പോളിമർ കോട്ടിംഗുകളുടെ ഘടനാപരമായ സമഗ്രത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള ഡിസൈൻ സാധ്യതകൾ പ്രകടിപ്പിക്കാൻ ഞങ്ങൾ പുറപ്പെട്ടു.തീർച്ചയായും, കോശവളർച്ചയുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഘടനാപരമായ വെല്ലുവിളികൾ മറികടക്കുകയാണെങ്കിൽ, മറ്റ് സയനോബാക്ടീരിയ, മൈക്രോ ആൽഗ കാർബൺ ക്യാപ്‌ചർ സിസ്റ്റങ്ങളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്ന ഞങ്ങളുടെ പരീക്ഷണാത്മക ബയോകോമ്പോസിറ്റുകളിൽ കാര്യമായ പ്രകടന മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾ ഞങ്ങൾ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.
കോട്ടിംഗുകൾ വിഷരഹിതവും മോടിയുള്ളതും ദീർഘകാല സെൽ ബീജസങ്കലനത്തെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നതും കാര്യക്ഷമമായ CO2 മാസ് ട്രാൻസ്ഫറും O2 ഡീഗ്യാസിംഗും പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നതിന് പോറസ് ആയിരിക്കണം.ലാറ്റക്സ്-ടൈപ്പ് അക്രിലിക് പോളിമറുകൾ തയ്യാറാക്കാൻ എളുപ്പമാണ് കൂടാതെ പെയിന്റ്, ടെക്സ്റ്റൈൽ, പശ വ്യവസായം എന്നിവയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു30.സ്റ്റൈറീൻ/ബ്യൂട്ടൈൽ അക്രിലേറ്റ് കണങ്ങളുടെ ഒരു പ്രത്യേക അനുപാതവും ടെക്‌സാനോളിന്റെ വിവിധ സാന്ദ്രതകളും ഉപയോഗിച്ച് പോളിമറൈസ് ചെയ്ത ജലത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള അക്രിലിക് ലാറ്റക്സ് പോളിമർ എമൽഷനുമായി ഞങ്ങൾ സയനോബാക്ടീരിയയെ സംയോജിപ്പിച്ചു.സ്റ്റൈറീൻ, ബ്യൂട്ടൈൽ അക്രിലേറ്റ് എന്നിവ ഭൌതിക ഗുണങ്ങളെ നിയന്ത്രിക്കാൻ തിരഞ്ഞെടുത്തു, പ്രത്യേകിച്ച് കോട്ടിംഗിന്റെ ഇലാസ്തികതയും സംയോജന കാര്യക്ഷമതയും (ശക്തവും ഉയർന്ന പശയുള്ളതുമായ കോട്ടിംഗിന് നിർണ്ണായകമാണ്), ഇത് "ഹാർഡ്", "സോഫ്റ്റ്" കണികകളുടെ സമന്വയത്തെ അനുവദിക്കുന്നു.ഉയർന്ന സ്റ്റൈറീൻ ഉള്ളടക്കമുള്ള "ഹാർഡ്" ലാറ്റക്സ് സയനോബാക്ടീരിയയുടെ നിലനിൽപ്പിന് അനുയോജ്യമല്ലെന്ന് ടോക്സിസിറ്റി ഡാറ്റ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.ബ്യൂട്ടൈൽ അക്രിലേറ്റിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, സ്റ്റൈറീൻ ആൽഗകൾ 32,33 വിഷമായി കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.സയനോബാക്ടീരിയ സ്‌ട്രെയിനുകൾ ലാറ്റക്‌സിനോട് തികച്ചും വ്യത്യസ്തമായി പ്രതികരിച്ചു, എസ്. എലോംഗറ്റസ് പിസിസി 7942-ന് ഒപ്റ്റിമൽ ഗ്ലാസ് ട്രാൻസിഷൻ ടെമ്പറേച്ചർ (Tg) നിർണ്ണയിച്ചു, അതേസമയം S. എലോംഗറ്റസ് CCAP 1479/1A Tg-യുമായി നെഗറ്റീവ് രേഖീയ ബന്ധം കാണിക്കുന്നു.
ഉണങ്ങുമ്പോൾ താപനില തുടർച്ചയായ യൂണിഫോം ലാറ്റക്സ് ഫിലിം രൂപപ്പെടുത്താനുള്ള കഴിവിനെ ബാധിക്കുന്നു.ഉണക്കൽ താപനില മിനിമം ഫിലിം രൂപീകരണ താപനിലയിൽ (MFFT) താഴെയാണെങ്കിൽ, പോളിമർ ലാറ്റക്സ് കണങ്ങൾ പൂർണ്ണമായി സംയോജിപ്പിക്കില്ല, ഇത് കണികാ ഇന്റർഫേസിൽ മാത്രം ഒട്ടിപ്പിടിക്കുന്നു.തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഫിലിമുകൾക്ക് മോശം അഡീഷനും മെക്കാനിക്കൽ ശക്തിയും ഉണ്ട്, അവ പൊടി രൂപത്തിൽ പോലും ആയിരിക്കാം29.MFFT Tg-യുമായി അടുത്ത ബന്ധമുള്ളതാണ്, ഇത് മോണോമർ കോമ്പോസിഷനിലൂടെയും ടെക്‌സാനോൾ പോലുള്ള കോലസെന്റുകളുടെ കൂട്ടിച്ചേർക്കലിലൂടെയും നിയന്ത്രിക്കാനാകും.തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന കോട്ടിംഗിന്റെ പല ഭൗതിക ഗുണങ്ങളും Tg നിർണ്ണയിക്കുന്നു, അത് റബ്ബറിലോ ഗ്ലാസി അവസ്ഥയിലോ ആയിരിക്കാം34.ഫ്ലോറി-ഫോക്സ് സമവാക്യം35 അനുസരിച്ച്, Tg മോണോമറിന്റെ തരത്തെയും ആപേക്ഷിക ശതമാനം ഘടനയെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.ലാറ്റക്സ് കണങ്ങളുടെ Tg ഇടയ്ക്കിടെ അടിച്ചമർത്തുന്നതിലൂടെ കോലസെന്റ് ചേർക്കുന്നത് MFFT കുറയ്ക്കും, ഇത് താഴ്ന്ന ഊഷ്മാവിൽ ഫിലിം രൂപപ്പെടാൻ അനുവദിക്കുന്നു, എന്നാൽ കാലക്രമേണ സാവധാനം ബാഷ്പീകരിക്കപ്പെടുകയോ അല്ലെങ്കിൽ വേർതിരിച്ചെടുക്കുകയോ ചെയ്യുന്നതിനാൽ ഇപ്പോഴും കഠിനവും ശക്തവുമായ ഒരു പൂശുന്നു.
ടെക്സാനോളിന്റെ സാന്ദ്രത വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നത്, പോളിമർ കണങ്ങളെ മൃദുവാക്കിക്കൊണ്ട് (Tg കുറയ്ക്കുന്നു) ഉണങ്ങുമ്പോൾ കണികകൾ ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതിലൂടെ ഫിലിം രൂപീകരണം പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കുന്നു, അതുവഴി സംയോജിത ഫിലിമിന്റെയും സെൽ അഡീഷനിന്റെയും ശക്തി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.ബയോകമ്പോസിറ്റ് അന്തരീക്ഷ ഊഷ്മാവിൽ (~18-20°C) ഉണക്കിയതിനാൽ, "ഹാർഡ്" ലാറ്റക്സിന്റെ Tg (30 മുതൽ 55 ° C വരെ) ഉണങ്ങുന്ന താപനിലയേക്കാൾ കൂടുതലാണ്, അതായത് കണികാ സംയോജനം ഒപ്റ്റിമൽ ആയിരിക്കണമെന്നില്ല, ഫലമായി വിട്രിയസ്, മോശം മെക്കാനിക്കൽ, പശ ഗുണങ്ങൾ, പരിമിതമായ ഇലാസ്തികത, ഡിഫ്യൂസിവിറ്റി എന്നിവ നിലനിൽക്കുന്ന ബി ഫിലിമുകൾ ആത്യന്തികമായി വലിയ കോശനാശത്തിലേക്ക് നയിക്കുന്നു."സാധാരണ", "സോഫ്റ്റ്" പോളിമറുകളിൽ നിന്നുള്ള ഫിലിം രൂപീകരണം പോളിമർ ഫിലിമിന്റെ Tg യിലോ താഴെയോ സംഭവിക്കുന്നു, കൂടാതെ മെച്ചപ്പെട്ട സംയോജനത്താൽ ഫിലിം രൂപീകരണം മെച്ചപ്പെടുന്നു, മെച്ചപ്പെട്ട മെക്കാനിക്കൽ, യോജിച്ച, പശ ഗുണങ്ങളുള്ള തുടർച്ചയായ പോളിമർ ഫിലിമുകൾ ഉണ്ടാകുന്നു.തത്ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഫിലിം CO2 ക്യാപ്‌ചർ പരീക്ഷണങ്ങളിൽ അതിന്റെ Tg ("സാധാരണ" മിശ്രിതം: 12 മുതൽ 20 ºC വരെ) അല്ലെങ്കിൽ വളരെ താഴ്ന്ന ("സോഫ്റ്റ്" മിശ്രിതം: -21 മുതൽ -13 °C വരെ) ആംബിയന്റ് താപനില 30 ന് അടുത്തായതിനാൽ റബ്ബറായി തുടരും."ഹാർഡ്" ലാറ്റക്സ് (3.4 മുതൽ 2.9 കെ.ജി.എഫ് എംഎം–1) "സാധാരണ" ലാറ്റക്‌സിനേക്കാൾ മൂന്നിരട്ടി കഠിനമാണ് (1.0 മുതൽ 0.9 കിലോഗ്രാം വരെ എംഎം–1)."സോഫ്റ്റ്" ലാറ്റക്സുകളുടെ കാഠിന്യം അവയുടെ അമിതമായ റബ്ബറിനസ്സും ഊഷ്മാവിൽ ഒട്ടിപ്പിടിക്കുന്നതും കാരണം മൈക്രോഹാർഡ്നസ് ഉപയോഗിച്ച് അളക്കാൻ കഴിയില്ല.ഉപരിതല ചാർജ് അഡീഷൻ അഫിനിറ്റിയെ ബാധിക്കും, എന്നാൽ അർത്ഥവത്തായ വിവരങ്ങൾ നൽകാൻ കൂടുതൽ ഡാറ്റ ആവശ്യമാണ്.എന്നിരുന്നാലും, എല്ലാ ലാറ്റക്സുകളും ഫലപ്രദമായി കോശങ്ങളെ നിലനിർത്തി, 1% ൽ താഴെ മാത്രം പുറത്തുവിടുന്നു.
ഫോട്ടോസിന്തസിസിന്റെ ഉത്പാദനക്ഷമത കാലക്രമേണ കുറയുന്നു.പോളിസ്റ്റൈറൈൻ എക്സ്പോഷർ മെംബ്രൺ തടസ്സത്തിനും ഓക്സിഡേറ്റീവ് സമ്മർദ്ദത്തിനും കാരണമാകുന്നു38,39,40,41.0S, 4S എന്നിവയുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്ന S. elongatus CCAP 1479/1A-ന്റെ Fv/Fm മൂല്യങ്ങൾ സസ്പെൻഷൻ നിയന്ത്രണവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഏകദേശം ഇരട്ടി ഉയർന്നതാണ്, ഇത് 4S ബയോകോമ്പോസിറ്റിന്റെ CO2 ആപ്‌ടേക്ക് നിരക്കുമായി നല്ല യോജിപ്പിലാണ്. കുറഞ്ഞ ശരാശരി PS മൂല്യങ്ങൾ.മൂല്യങ്ങൾ.ഉയർന്ന എഫ്വി/എഫ്എം മൂല്യങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നത് പിഎസ്ഐഐയിലേക്കുള്ള ഇലക്ട്രോൺ ഗതാഗതം കൂടുതൽ ഫോട്ടോണുകൾ നൽകാമെന്നാണ്, ഇത് ഉയർന്ന CO2 ഫിക്സേഷൻ നിരക്കിന് കാരണമായേക്കാം.എന്നിരുന്നാലും, ജലീയ ലാറ്റക്സ് ലായനികളിൽ സസ്പെൻഡ് ചെയ്ത സെല്ലുകളിൽ നിന്നാണ് ഫോട്ടോഫിസിയോളജിക്കൽ ഡാറ്റ ലഭിച്ചത്, ഇത് മുതിർന്ന ബയോകോംപോസിറ്റുകളുമായി നേരിട്ട് താരതമ്യം ചെയ്യണമെന്നില്ല.
ലാറ്റക്സ് പ്രകാശത്തിനും കൂടാതെ/അല്ലെങ്കിൽ വാതക കൈമാറ്റത്തിനും ഒരു തടസ്സം സൃഷ്ടിക്കുന്നുവെങ്കിൽ, അത് പ്രകാശത്തിനും CO2 നിയന്ത്രണത്തിനും കാരണമാകുന്നുവെങ്കിൽ, അത് സെല്ലുലാർ സമ്മർദ്ദത്തിന് കാരണമാവുകയും പ്രകടനം കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യും, ഇത് O2 റിലീസിനെ ബാധിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഫോട്ടോറെസ്പിരേഷൻ39.സൌഖ്യമാക്കപ്പെട്ട കോട്ടിംഗുകളുടെ പ്രകാശ സംപ്രേക്ഷണം വിലയിരുത്തപ്പെട്ടു: "ഹാർഡ്" ലാറ്റക്സ് 440 നും 480 nm നും ഇടയിൽ പ്രകാശ പ്രക്ഷേപണത്തിൽ നേരിയ കുറവ് കാണിച്ചു (മെച്ചപ്പെട്ട ഫിലിം കോലസെൻസ് കാരണം ടെക്സനോളിന്റെ സാന്ദ്രത വർദ്ധിപ്പിച്ച് ഭാഗികമായി മെച്ചപ്പെട്ടു), അതേസമയം "സോഫ്റ്റ്", "പതിവ്" ” ലാറ്റക്സ് പ്രകാശ പ്രസരണത്തിൽ നേരിയ കുറവ് കാണിച്ചു.നഷ്ടത്തിന്റെ ശ്രദ്ധേയമായ നഷ്ടം കാണിക്കുന്നില്ല.പരിശോധനകളും എല്ലാ ഇൻകുബേഷനുകളും കുറഞ്ഞ പ്രകാശ തീവ്രതയിലാണ് (30.5 µmol m-2 s-1) നടത്തിയത്, അതിനാൽ പോളിമർ മാട്രിക്സ് മൂലമുണ്ടാകുന്ന ഏതെങ്കിലും ഫോട്ടോസിന്തറ്റിക്ക് സജീവമായ വികിരണത്തിന് നഷ്ടപരിഹാരം നൽകുകയും ഫോട്ടോഇൻഹിബിഷൻ തടയാൻ പോലും ഉപയോഗപ്രദമാകുകയും ചെയ്യും.കേടുപാടുകൾ വരുത്തുന്ന പ്രകാശ തീവ്രതയിൽ.
ബയോകോംപോസിറ്റ് CCAP 1479/1A 84 ദിവസത്തെ പരിശോധനയിൽ, പോഷക വിറ്റുവരവോ ബയോമാസിന്റെ കാര്യമായ നഷ്ടമോ ഇല്ലാതെ പ്രവർത്തിച്ചു, ഇത് പഠനത്തിന്റെ പ്രധാന ലക്ഷ്യമാണ്.നൈട്രജൻ പട്ടിണിയുടെ പ്രതികരണമായി ദീർഘകാല നിലനിൽപ്പ് (വിശ്രമ നില) കൈവരിക്കുന്നതിന് കോശങ്ങളുടെ ഡീപിഗ്മെന്റേഷൻ ക്ലോറോസിസ് പ്രക്രിയയുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കാം, ഇത് മതിയായ നൈട്രജൻ ശേഖരണം നേടിയ ശേഷം കോശങ്ങളെ വളർച്ച പുനരാരംഭിക്കാൻ സഹായിച്ചേക്കാം.കോശവിഭജനം ഉണ്ടായിട്ടും കോശങ്ങൾ കോട്ടിങ്ങിനുള്ളിൽ തന്നെയുണ്ടെന്ന് SEM ചിത്രങ്ങൾ സ്ഥിരീകരിച്ചു, "സോഫ്റ്റ്" ലാറ്റക്സിന്റെ ഇലാസ്തികത പ്രകടമാക്കുകയും അങ്ങനെ പരീക്ഷണ പതിപ്പിനെക്കാൾ വ്യക്തമായ നേട്ടം കാണിക്കുകയും ചെയ്തു."സോഫ്റ്റ്" ലാറ്റക്‌സിൽ ഏകദേശം 70% ബ്യൂട്ടൈൽ അക്രിലേറ്റ് (ഭാരം അനുസരിച്ച്) അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, ഇത് ഉണങ്ങിയതിനുശേഷം ഒരു ഫ്ലെക്സിബിൾ കോട്ടിംഗിനായി പറഞ്ഞിരിക്കുന്ന സാന്ദ്രതയേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണ്.
കൺട്രോൾ സസ്പെൻഷനെ അപേക്ഷിച്ച് CO2 ന്റെ നെറ്റ് അപ്പ്ടേക്ക് വളരെ കൂടുതലാണ് (എസ്. എലോംഗറ്റസ് CCAP 1479/1A, PCC 7942 എന്നിവയ്ക്ക് യഥാക്രമം 14-20, 3-8 മടങ്ങ് കൂടുതലാണ്).മുമ്പ്, ഉയർന്ന CO2 ഏറ്റെടുക്കലിന്റെ പ്രധാന ഡ്രൈവർ ബയോകമ്പോസിറ്റ്31 ന്റെ ഉപരിതലത്തിലുള്ള മൂർച്ചയുള്ള CO2 കോൺസൺട്രേഷൻ ഗ്രേഡിയന്റാണെന്നും ബഹുജന കൈമാറ്റത്തിനെതിരായ പ്രതിരോധം വഴി ബയോകോമ്പോസിറ്റ് പ്രകടനം പരിമിതപ്പെടുത്താമെന്നും കാണിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ഒരു CO2 മാസ് ട്രാൻസ്ഫർ മോഡൽ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു.കോട്ടിംഗിന്റെ പോറോസിറ്റിയും പെർമാസബിലിറ്റിയും വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് ലാറ്റക്‌സിൽ വിഷരഹിതവും ഫിലിം രൂപപ്പെടാത്തതുമായ ചേരുവകൾ ഉൾപ്പെടുത്തുന്നതിലൂടെ ഈ പ്രശ്‌നം മറികടക്കാൻ കഴിയും, എന്നാൽ ഈ തന്ത്രം അനിവാര്യമായും ദുർബലമായ ഫിലിം20-ൽ കലാശിക്കുന്നതിനാൽ സെൽ നിലനിർത്തൽ വിട്ടുവീഴ്ച ചെയ്യപ്പെടാം.പോറോസിറ്റി വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് പോളിമറൈസേഷൻ സമയത്ത് രാസഘടന മാറ്റാൻ കഴിയും, ഇത് മികച്ച ഓപ്ഷനാണ്, പ്രത്യേകിച്ച് വ്യാവസായിക ഉൽപ്പാദനത്തിന്റെയും സ്കേലബിളിറ്റിയുടെയും കാര്യത്തിൽ.
മൈക്രോ ആൽഗകളിൽ നിന്നും സയനോബാക്ടീരിയകളിൽ നിന്നുമുള്ള ബയോകമ്പോസിറ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ചുള്ള സമീപകാല പഠനങ്ങളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ പുതിയ ബയോകമ്പോസിറ്റിന്റെ പ്രകടനം, സെൽ ലോഡിംഗ് നിരക്ക് ക്രമീകരിക്കുന്നതിലും (പട്ടിക 1) 21,46 ദൈർഘ്യമേറിയ വിശകലന സമയങ്ങളോടെയും (84 ദിവസം മുതൽ 15 മണിക്കൂർ46, 3 ആഴ്ച21) ഗുണങ്ങൾ കാണിച്ചു.
കോശങ്ങളിലെ കാർബോഹൈഡ്രേറ്റുകളുടെ വോള്യൂമെട്രിക് ഉള്ളടക്കം മറ്റ് പഠനങ്ങളുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുന്നു47,48,49,50, സയനോബാക്ടീരിയ ഉപയോഗിച്ചുള്ള, കാർബൺ ക്യാപ്‌ചർ, വിനിയോഗം/വീണ്ടെടുക്കൽ പ്രയോഗങ്ങൾ, ബിഇസിസിഎസ് അഴുകൽ പ്രക്രിയകൾ 49,51 അല്ലെങ്കിൽ ബയോഡീഗ്രേഡബിൾ ഉൽപ്പാദനം എന്നിവയ്ക്കുള്ള സാധ്യതയുള്ള മാനദണ്ഡമായി ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു. ബയോപ്ലാസ്റ്റിക്സ്52.ഈ പഠനത്തിന്റെ യുക്തിയുടെ ഭാഗമായി, BECCS നെഗറ്റീവ് എമിഷൻ സങ്കൽപ്പത്തിൽ പോലും പരിഗണിക്കപ്പെടുന്ന വനവൽക്കരണം കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനത്തിനുള്ള ഒരു പ്രതിവിധിയല്ലെന്നും ലോകത്തിലെ കൃഷിയോഗ്യമായ ഭൂമിയുടെ ഭയാനകമായ ഒരു പങ്ക് ഉപയോഗിക്കുമെന്നും ഞങ്ങൾ അനുമാനിക്കുന്നു.ഒരു ചിന്താ പരീക്ഷണമെന്ന നിലയിൽ, ആഗോള താപനില വർദ്ധനവ് 1.5 ° C53 ആയി പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നതിന് 2100 ഓടെ അന്തരീക്ഷത്തിൽ നിന്ന് 640 നും 950 നും ഇടയിൽ GtCO2 നീക്കം ചെയ്യേണ്ടതായി കണക്കാക്കുന്നു (ഏകദേശം 8 മുതൽ 12 GtCO2 പ്രതിവർഷം).മെച്ചപ്പെട്ട പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള ബയോകമ്പോസിറ്റ് (574.08 ± 30.19 t CO2 t-1 ബയോമാസ് പ്രതിവർഷം-1) ഉപയോഗിച്ച് ഇത് നേടുന്നതിന്, 5.5 × 1010 മുതൽ 8.2 × 1010 m3 വരെ (താരതമ്യപ്പെടുത്താവുന്ന ഫോട്ടോസിന്തറ്റിക് കാര്യക്ഷമതയോടെ) 192 ബില്യൺ മുതൽ 192 ബില്യൺ വരെ വോളിയം വിപുലീകരണം ആവശ്യമാണ്. പോളിമർ.1 m3 ബയോകമ്പോസിറ്റുകൾ 1 m2 ഭൂവിസ്തൃതിയിൽ ഉണ്ടെന്ന് അനുമാനിക്കുകയാണെങ്കിൽ, മൊത്തം വാർഷിക CO2 ആഗിരണം ചെയ്യാൻ ആവശ്യമായ വിസ്തീർണ്ണം 5.5 നും 8.17 ദശലക്ഷം ഹെക്ടറിനും ഇടയിലായിരിക്കും, ഇത് ഭൂമിയുടെ ജീവിതത്തിന് അനുയോജ്യമായതിന്റെ 0.18-0.27% ന് തുല്യമാണ്. ഉഷ്ണമേഖലാ പ്രദേശങ്ങൾ, ഭൂവിസ്തൃതി കുറയ്ക്കുക.BECCS-ന്റെ ആവശ്യം 98-99%.കുറഞ്ഞ വെളിച്ചത്തിൽ രേഖപ്പെടുത്തിയിരിക്കുന്ന CO2 ആഗിരണത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയാണ് സൈദ്ധാന്തിക ക്യാപ്‌ചർ അനുപാതം എന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്.ബയോകമ്പോസിറ്റ് കൂടുതൽ തീവ്രമായ പ്രകൃതിദത്ത പ്രകാശത്തിലേക്ക് തുറന്നുകാട്ടപ്പെടുമ്പോൾ, CO2 ആഗിരണം നിരക്ക് വർദ്ധിക്കുകയും ഭൂമിയുടെ ആവശ്യകതകൾ കൂടുതൽ കുറയ്ക്കുകയും ബയോകമ്പോസിറ്റ് ആശയത്തിലേക്ക് സ്കെയിലുകളെ കൂടുതൽ നയിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.എന്നിരുന്നാലും, നിരന്തരമായ ബാക്ക്ലൈറ്റിന്റെ തീവ്രതയ്ക്കും ദൈർഘ്യത്തിനും വേണ്ടി നടപ്പിലാക്കൽ ഭൂമധ്യരേഖയിലായിരിക്കണം.
CO2 ബീജസങ്കലനത്തിന്റെ ആഗോള പ്രഭാവം, അതായത് വർദ്ധിച്ച CO2 ലഭ്യത മൂലമുണ്ടാകുന്ന സസ്യ ഉൽപാദനക്ഷമതയിലെ വർദ്ധനവ്, ഭൂരിഭാഗം ഭൂപ്രദേശങ്ങളിലും കുറഞ്ഞു, ഒരുപക്ഷേ പ്രധാന മണ്ണിലെ പോഷകങ്ങളിലും (N, P) ജലസ്രോതസ്സുകളിലും വന്ന മാറ്റങ്ങളായിരിക്കാം7.ഇതിനർത്ഥം, വായുവിൽ ഉയർന്ന CO2 സാന്ദ്രത ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, ഭൗമ ഫോട്ടോസിന്തസിസ് CO2 ആഗിരണം വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ ഇടയാക്കില്ല എന്നാണ്.ഈ പശ്ചാത്തലത്തിൽ, BECCS പോലെയുള്ള ഭൂഗർഭ കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാന ലഘൂകരണ തന്ത്രങ്ങൾ വിജയിക്കാനുള്ള സാധ്യത പോലും കുറവാണ്.ഈ ആഗോള പ്രതിഭാസം സ്ഥിരീകരിക്കപ്പെട്ടാൽ, നമ്മുടെ ലൈക്കൺ-പ്രചോദിത ബയോകമ്പോസിറ്റ് ഒരു പ്രധാന ആസ്തിയാകാം, ഇത് ഏകകോശ അക്വാട്ടിക് ഫോട്ടോസിന്തറ്റിക് സൂക്ഷ്മാണുക്കളെ "ഗ്രൗണ്ട് ഏജന്റ്സ്" ആക്കി മാറ്റുന്നു.ഭൂരിഭാഗം ഭൗമ സസ്യങ്ങളും C3 ഫോട്ടോസിന്തസിസ് വഴി CO2 ശരിയാക്കുന്നു, അതേസമയം C4 സസ്യങ്ങൾ ചൂടുള്ളതും വരണ്ടതുമായ ആവാസ വ്യവസ്ഥകൾക്ക് കൂടുതൽ അനുകൂലവും ഉയർന്ന CO254 ഭാഗിക മർദ്ദത്തിൽ കൂടുതൽ കാര്യക്ഷമവുമാണ്.C3 പ്ലാന്റുകളിൽ കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് എക്സ്പോഷർ കുറയുന്നതിന്റെ ഭയാനകമായ പ്രവചനങ്ങളെ മറികടക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു ബദൽ സയനോബാക്ടീരിയ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.കാർബോക്‌സിസോമുകൾക്കുള്ളിൽ റിബുലോസ്-1,5-ബിസ്‌ഫോസ്‌ഫേറ്റ് കാർബോക്‌സിലേസ്/ഓക്‌സിജനേസ് (റൂബിസ്‌കോ) CO2 ന്റെ ഉയർന്ന ഭാഗിക മർദ്ദം അവതരിപ്പിക്കുകയും പരിപാലിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന കാര്യക്ഷമമായ കാർബൺ സമ്പുഷ്ടീകരണ സംവിധാനം വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ട് സയനോബാക്‌ടീരിയ ഫോട്ടോസ്‌പിറേറ്ററി പരിമിതികളെ മറികടക്കുന്നു.സയനോബാക്ടീരിയൽ ബയോകമ്പോസിറ്റുകളുടെ ഉത്പാദനം വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിഞ്ഞാൽ, കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനത്തിനെതിരായ പോരാട്ടത്തിൽ ഇത് മനുഷ്യരാശിക്ക് ഒരു പ്രധാന ആയുധമായി മാറും.
ബയോകമ്പോസിറ്റുകൾ (ലൈക്കൺ മിമിക്സ്) പരമ്പരാഗത മൈക്രോ ആൽഗകൾ, സയനോബാക്ടീരിയ സസ്പെൻഷൻ സംസ്കാരങ്ങൾ എന്നിവയെ അപേക്ഷിച്ച് വ്യക്തമായ നേട്ടങ്ങൾ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു, ഉയർന്ന CO2 ആഗിരണ നിരക്ക് നൽകുന്നു, മലിനീകരണ അപകടസാധ്യതകൾ കുറയ്ക്കുന്നു, മത്സരാധിഷ്ഠിത CO2 ഒഴിവാക്കൽ വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.ഭൂമി, ജലം, പോഷകങ്ങൾ എന്നിവയുടെ ഉപയോഗം ചെലവ് ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നു56.ഉയർന്ന പ്രവർത്തനക്ഷമതയുള്ള ബയോ കോമ്പാറ്റിബിൾ ലാറ്റക്സ് വികസിപ്പിക്കുന്നതിനും നിർമ്മിക്കുന്നതിനുമുള്ള സാധ്യത ഈ പഠനം തെളിയിക്കുന്നു, ഒരു കാൻഡിഡേറ്റ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റായി ഒരു ലൂഫാ സ്പോഞ്ചുമായി സംയോജിപ്പിക്കുമ്പോൾ, കോശങ്ങളുടെ നഷ്ടം പരമാവധി നിലനിർത്തിക്കൊണ്ട് മാസങ്ങളോളം ശസ്ത്രക്രിയയ്‌ക്ക് ശേഷം കാര്യക്ഷമവും ഫലപ്രദവുമായ CO2 ആഗിരണം നൽകാൻ കഴിയും.ബയോകമ്പോസിറ്റുകൾക്ക് പ്രതിവർഷം ഏകദേശം 570 t CO2 t-1 ബയോമാസ് സൈദ്ധാന്തികമായി പിടിച്ചെടുക്കാൻ കഴിയും കൂടാതെ കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനത്തോടുള്ള നമ്മുടെ പ്രതികരണത്തിൽ BECCS വനവൽക്കരണ തന്ത്രങ്ങളേക്കാൾ പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നു.പോളിമർ കോമ്പോസിഷന്റെ കൂടുതൽ ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ, ഉയർന്ന പ്രകാശ തീവ്രതയിലുള്ള പരിശോധന, വിപുലമായ മെറ്റബോളിക് എഞ്ചിനീയറിംഗുമായി സംയോജിപ്പിച്ച്, പ്രകൃതിയുടെ യഥാർത്ഥ ബയോജിയോ എഞ്ചിനീയർമാർക്ക് വീണ്ടും രക്ഷാപ്രവർത്തനത്തിലേക്ക് വരാൻ കഴിയും.
സ്റ്റൈറീൻ മോണോമറുകൾ, ബ്യൂട്ടൈൽ അക്രിലേറ്റ്, അക്രിലിക് ആസിഡ് എന്നിവയുടെ മിശ്രിതം ഉപയോഗിച്ച് അക്രിലിക് ലാറ്റക്സ് പോളിമറുകൾ തയ്യാറാക്കി, 0.1 M സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് (പട്ടിക 2) ഉപയോഗിച്ച് pH 7 ആയി ക്രമീകരിച്ചു.പോളിമർ ശൃംഖലകളിൽ ഭൂരിഭാഗവും സ്റ്റൈറീനും ബ്യൂട്ടൈൽ അക്രിലേറ്റും ഉണ്ടാക്കുന്നു, അതേസമയം അക്രിലിക് ആസിഡ് ലാറ്റക്സ് കണങ്ങളെ സസ്പെൻഷനിൽ നിലനിർത്താൻ സഹായിക്കുന്നു.ലാറ്റക്‌സിന്റെ ഘടനാപരമായ സവിശേഷതകൾ നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ഗ്ലാസ് ട്രാൻസിഷൻ ടെമ്പറേച്ചർ (Tg) ആണ്, ഇത് യഥാക്രമം "ഹാർഡ്", "സോഫ്റ്റ്" പ്രോപ്പർട്ടികൾ നൽകുന്ന സ്റ്റൈറീൻ, ബ്യൂട്ടൈൽ അക്രിലേറ്റ് എന്നിവയുടെ അനുപാതം മാറ്റുന്നതിലൂടെ നിയന്ത്രിക്കപ്പെടുന്നു58.ഒരു സാധാരണ അക്രിലിക് ലാറ്റക്സ് പോളിമർ 50:50 സ്റ്റൈറീൻ ആണ്: ബ്യൂട്ടൈൽ അക്രിലേറ്റ് 30, അതിനാൽ ഈ പഠനത്തിൽ ഈ അനുപാതത്തിലുള്ള ലാറ്റക്‌സിനെ "സാധാരണ" ലാറ്റക്‌സ് എന്നും ഉയർന്ന സ്റ്റൈറീൻ ഉള്ളടക്കമുള്ള ലാറ്റക്‌സിനെ താഴ്ന്ന സ്റ്റൈറൈൻ ഉള്ളടക്കമുള്ള ലാറ്റക്‌സ് എന്നും പരാമർശിച്ചു. ."സോഫ്റ്റ്" എന്ന് "ഹാർഡ്" എന്ന് വിളിക്കുന്നു.
വാറ്റിയെടുത്ത വെള്ളം (174 ഗ്രാം), സോഡിയം ബൈകാർബണേറ്റ് (0.5 ഗ്രാം), റോഡാപെക്സ് എബി/20 സർഫക്ടന്റ് (30.92 ഗ്രാം) (സോൾവേ) എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് 30 മോണോമർ തുള്ളികൾ സ്ഥിരപ്പെടുത്താൻ ഒരു പ്രാഥമിക എമൽഷൻ തയ്യാറാക്കി.ഒരു സിറിഞ്ച് പമ്പ് ഉപയോഗിച്ച് ഒരു ഗ്ലാസ് സിറിഞ്ച് (സയൻസ് ഗ്ലാസ് എഞ്ചിനീയറിംഗ്) ഉപയോഗിച്ച്, ടേബിൾ 2 ൽ ലിസ്റ്റ് ചെയ്തിരിക്കുന്ന സ്റ്റൈറീൻ, ബ്യൂട്ടൈൽ അക്രിലേറ്റ്, അക്രിലിക് ആസിഡ് എന്നിവ അടങ്ങിയ ഒരു ദ്വിതീയ അലിക്കോട്ട് 4 മണിക്കൂറിനുള്ളിൽ പ്രാഥമിക എമൽഷനിലേക്ക് 100 മില്ലി എച്ച്-1 എന്ന തോതിൽ തുള്ളിയായി ചേർത്തു (കോൾ -പാമർ, മൗണ്ട് വെർനോൺ, ഇല്ലിനോയിസ്).ഡിഎച്ച്ഒ, അമോണിയം പെർസൾഫേറ്റ് (100 മില്ലി, 3% w/w) എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് പോളിമറൈസേഷൻ ഇനീഷ്യേറ്റർ 59 ന്റെ ഒരു പരിഹാരം തയ്യാറാക്കുക.
dHO (206 g), സോഡിയം ബൈകാർബണേറ്റ് (1 g), Rhodapex Ab/20 (4.42 g) എന്നിവ അടങ്ങിയ ലായനി ഒരു ഓവർഹെഡ് സ്റ്റിറർ (Heidolph Hei-TORQUE മൂല്യം 100) ഉപയോഗിച്ച് സ്റ്റെയിൻലെസ്സ് സ്റ്റീൽ പ്രൊപ്പല്ലർ ഉപയോഗിച്ച് ഇളക്കി 82°C വരെ ചൂടാക്കുക. VWR സയന്റിഫിക് 1137P ചൂടാക്കിയ വാട്ടർ ബാത്തിലെ വാട്ടർ ജാക്കറ്റ് പാത്രം.മോണോമർ (28.21 ഗ്രാം), ഇനീഷ്യേറ്റർ (20.60 ഗ്രാം) എന്നിവയുടെ ഭാരം കുറയ്ക്കുന്ന ലായനി ജാക്കറ്റ് ചെയ്ത പാത്രത്തിൽ ഡ്രോപ്പ്വൈസ് ചേർത്ത് 20 മിനിറ്റ് ഇളക്കി.ഒരു കണ്ടെയ്നറിൽ യഥാക്രമം 10 മില്ലി സിറിഞ്ചും 100 മില്ലിയും ഉപയോഗിച്ച് 5 മണിക്കൂറിൽ കൂടുതൽ വാട്ടർ ജാക്കറ്റിൽ ചേർക്കുന്നത് വരെ കണങ്ങളെ സസ്പെൻഷനിൽ നിലനിർത്താൻ ശേഷിക്കുന്ന മോണോമർ (150 മില്ലി എച്ച്-1), ഇനീഷ്യേറ്റർ (27 മില്ലി എച്ച്-1) ലായനികൾ ശക്തമായി മിക്സ് ചെയ്യുക. .ഒരു സിറിഞ്ച് പമ്പ് ഉപയോഗിച്ച് പൂർത്തിയാക്കി.സ്ലറി നിലനിർത്തൽ ഉറപ്പാക്കാൻ സ്ലറി അളവ് വർദ്ധിപ്പിച്ചതിനാൽ സ്റ്റിറർ വേഗത വർദ്ധിപ്പിച്ചു.ഇനീഷ്യേറ്ററും എമൽഷനും ചേർത്ത ശേഷം, പ്രതികരണ താപനില 85 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസായി ഉയർത്തി, 450 ആർപിഎമ്മിൽ 30 മിനിറ്റ് നന്നായി ഇളക്കി, തുടർന്ന് 65 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിലേക്ക് തണുപ്പിച്ചു.തണുപ്പിച്ച ശേഷം, ലാറ്റക്സിൽ രണ്ട് സ്ഥാനചലന പരിഹാരങ്ങൾ ചേർത്തു: ടെർട്ട്-ബ്യൂട്ടൈൽ ഹൈഡ്രോപെറോക്സൈഡ് (t-BHP) (70% വെള്ളത്തിൽ) (5 ഗ്രാം, 14% ഭാരം), ഐസോസ്കോർബിക് ആസിഡ് (5 ഗ്രാം, 10% ഭാരം)..t-BHP ഡ്രോപ്പ് ബൈ ഡ്രോപ്പ് ചേർത്ത് 20 മിനിറ്റ് വിടുക.പിന്നീട് ഒരു സിറിഞ്ച് പമ്പ് ഉപയോഗിച്ച് 10 മില്ലി സിറിഞ്ചിൽ നിന്ന് 4 മില്ലി / മണിക്കൂർ എന്ന നിരക്കിൽ എറിത്തോർബിക് ആസിഡ് ചേർത്തു.ലാറ്റക്സ് ലായനി ഊഷ്മാവിൽ തണുപ്പിക്കുകയും 0.1M സോഡിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ് ഉപയോഗിച്ച് pH 7 ആയി ക്രമീകരിക്കുകയും ചെയ്തു.
2,2,4-Trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate (Texanol) - ലാറ്റക്സ് പെയിന്റുകൾക്ക് കുറഞ്ഞ വിഷാംശം ബയോഡീഗ്രേഡബിൾ കോലസെന്റ് 37,60 - ഒരു സിറിഞ്ചും പമ്പും ഉപയോഗിച്ച് മൂന്ന് വോള്യങ്ങളിൽ ചേർത്തു (0, 4, 12% v/v) ഉണങ്ങുമ്പോൾ ഫിലിം രൂപീകരണം സുഗമമാക്കുന്നതിന് ലാറ്റക്സ് മിശ്രിതത്തിന്റെ കോലസിംഗ് ഏജന്റായി.ഓരോ പോളിമറിന്റെയും 100 µl വീതം മുൻകൂട്ടി തൂക്കിയ അലുമിനിയം ഫോയിൽ തൊപ്പികളിൽ സ്ഥാപിച്ച് 100°C താപനിലയിൽ 24 മണിക്കൂർ അടുപ്പത്തുവെച്ചു ഉണക്കിയാണ് ലാറ്റക്സ് സോളിഡുകളുടെ ശതമാനം നിർണ്ണയിക്കുന്നത്.
ലൈറ്റ് ട്രാൻസ്മിഷനായി, ഓരോ ലാറ്റക്സ് മിശ്രിതവും 100 µm ഫിലിമുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനായി കാലിബ്രേറ്റ് ചെയ്ത ഒരു സ്റ്റെയിൻലെസ് സ്റ്റീൽ ഡ്രോപ്പ് ക്യൂബ് ഉപയോഗിച്ച് മൈക്രോസ്കോപ്പ് സ്ലൈഡിൽ പ്രയോഗിച്ച് 20 ° C താപനിലയിൽ 48 മണിക്കൂർ ഉണക്കി.പ്രകാശ സംശ്ലേഷണം (ഫോട്ടോസിന്തറ്റിക് ആക്റ്റീവ് റേഡിയേഷനിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു, λ 400-700 nm) ഒരു ILT950 സ്പെക്ട്രിലൈറ്റ് സ്പെക്ട്രോറേഡിയോമീറ്ററിൽ 30 W ഫ്ലൂറസെന്റ് വിളക്കിൽ നിന്ന് 35 സെന്റീമീറ്റർ അകലെ സെൻസർ ഉപയോഗിച്ച് അളന്നു (Sylvania Luxline Plus, n = 6) ഉറവിടം സയനോബാക്ടീരിയയും ജീവജാലങ്ങളും സംയുക്ത പദാർത്ഥങ്ങൾ സംരക്ഷിക്കപ്പെടുന്നു.λ 400–700 nm61 ശ്രേണിയിൽ പ്രകാശവും പ്രക്ഷേപണവും രേഖപ്പെടുത്താൻ SpectrILight III സോഫ്റ്റ്‌വെയർ പതിപ്പ് 3.5 ഉപയോഗിച്ചു.എല്ലാ സാമ്പിളുകളും സെൻസറിന് മുകളിൽ സ്ഥാപിച്ചു, കൂടാതെ അൺകോട്ട് ഗ്ലാസ് സ്ലൈഡുകൾ നിയന്ത്രണങ്ങളായി ഉപയോഗിച്ചു.
ലാറ്റക്സ് സാമ്പിളുകൾ ഒരു സിലിക്കൺ ബേക്കിംഗ് വിഭവത്തിൽ ചേർത്തു, കാഠിന്യം പരിശോധിക്കുന്നതിന് മുമ്പ് 24 മണിക്കൂർ ഉണങ്ങാൻ അനുവദിച്ചു.ഉണങ്ങിയ ലാറ്റക്സ് സാമ്പിൾ ഒരു സ്റ്റീൽ തൊപ്പിയിൽ x10 മൈക്രോസ്കോപ്പിന് കീഴിൽ വയ്ക്കുക.ഫോക്കസ് ചെയ്‌ത ശേഷം, ബ്യൂലർ മൈക്രോമെറ്റ് II മൈക്രോഹാർഡ്‌നെസ് ടെസ്റ്ററിൽ സാമ്പിളുകൾ വിലയിരുത്തി.സാമ്പിൾ 100 മുതൽ 200 ഗ്രാം വരെ ബലപ്രയോഗത്തിന് വിധേയമാക്കി, സാമ്പിളിൽ ഒരു ഡയമണ്ട് ഡെന്റ് സൃഷ്ടിക്കാൻ ലോഡ് സമയം 7 സെക്കൻഡായി സജ്ജമാക്കി.ബ്രൂക്കർ അലിക്കോണ × 10 മൈക്രോസ്കോപ്പ് ഒബ്ജക്റ്റീവ് ഉപയോഗിച്ച് അധിക ഷേപ്പ് മെഷർമെന്റ് സോഫ്റ്റ്‌വെയർ ഉപയോഗിച്ച് പ്രിന്റ് വിശകലനം ചെയ്തു.ഓരോ ലാറ്റക്‌സിന്റെയും കാഠിന്യം കണക്കാക്കാൻ വിക്കേഴ്‌സ് കാഠിന്യം ഫോർമുല (സമവാക്യം 1) ഉപയോഗിച്ചു, ഇവിടെ HV എന്നത് വിക്കേഴ്‌സ് നമ്പറും F എന്നത് പ്രയോഗിക്കുന്ന ശക്തിയും d എന്നത് ലാറ്റക്‌സിന്റെ ഉയരവും വീതിയും കണക്കാക്കിയ ഇൻഡന്റ് ഡയഗണലുകളുടെ ശരാശരിയാണ്.ഇൻഡന്റ് മൂല്യം.ഇൻഡന്റേഷൻ ടെസ്റ്റ് സമയത്ത് അഡീഷനും നീട്ടലും കാരണം "സോഫ്റ്റ്" ലാറ്റക്സ് അളക്കാൻ കഴിയില്ല.
ലാറ്റക്സ് ഘടനയുടെ ഗ്ലാസ് ട്രാൻസിഷൻ താപനില (Tg) നിർണ്ണയിക്കാൻ, പോളിമർ സാമ്പിളുകൾ സിലിക്ക ജെൽ വിഭവങ്ങളിൽ സ്ഥാപിച്ചു, 24 മണിക്കൂർ ഉണക്കി, 0.005 ഗ്രാം വരെ തൂക്കി, സാമ്പിൾ വിഭവങ്ങളിൽ സ്ഥാപിച്ചു.വിഭവം ക്യാപ് ചെയ്ത് ഒരു ഡിഫറൻഷ്യൽ സ്കാനിംഗ് കളർമീറ്ററിൽ സ്ഥാപിച്ചു (PerkinElmer DSC 8500, Intercooler II, Pyris data analysis software)62.താപനില അളക്കാൻ ബിൽറ്റ്-ഇൻ ടെമ്പറേച്ചർ പ്രോബ് ഉപയോഗിച്ച് റഫറൻസ് കപ്പുകളും സാമ്പിൾ കപ്പുകളും ഒരേ ഓവനിൽ സ്ഥാപിക്കാൻ ഹീറ്റ് ഫ്ലോ രീതി ഉപയോഗിക്കുന്നു.ഒരു സ്ഥിരതയുള്ള വക്രം സൃഷ്ടിക്കാൻ ആകെ രണ്ട് റാമ്പുകൾ ഉപയോഗിച്ചു.സാമ്പിൾ രീതി മിനിറ്റിൽ 20 ° C എന്ന നിരക്കിൽ -20 ° C മുതൽ 180 ° C വരെ ആവർത്തിച്ച് ഉയർത്തി.താപനില കാലതാമസം കണക്കാക്കാൻ ഓരോ തുടക്കവും അവസാന പോയിന്റും 1 മിനിറ്റ് സംഭരിക്കുന്നു.
CO2 ആഗിരണം ചെയ്യാനുള്ള ബയോകമ്പോസിറ്റിന്റെ കഴിവ് വിലയിരുത്തുന്നതിന്, ഞങ്ങളുടെ മുമ്പത്തെ പഠനത്തിലെ അതേ രീതിയിൽ സാമ്പിളുകൾ തയ്യാറാക്കി പരീക്ഷിച്ചു.ഉണക്കിയതും ഓട്ടോക്ലേവ് ചെയ്തതുമായ വാഷ്ക്ലോത്ത് ഏകദേശം 1×1×5 സെന്റീമീറ്റർ സ്ട്രിപ്പുകളായി മുറിച്ച് തൂക്കി.ഓരോ സയനോബാക്ടീരിയയുടെ ഏറ്റവും ഫലപ്രദമായ രണ്ട് ബയോകോട്ടിംഗുകളുടെ 600 µl ഓരോ ലൂഫാ സ്ട്രിപ്പിന്റെയും ഒരറ്റത്ത് പുരട്ടുക, ഏകദേശം 1 × 1 × 3 സെന്റീമീറ്റർ പൊതിഞ്ഞ് 20 ° C താപനിലയിൽ 24 മണിക്കൂർ ഇരുട്ടിൽ ഉണക്കുക.ലൂഫയുടെ മാക്രോപോറസ് ഘടന കാരണം, ചില ഫോർമുലകൾ പാഴായി, അതിനാൽ സെൽ ലോഡിംഗ് കാര്യക്ഷമത 100% ആയിരുന്നില്ല.ഈ പ്രശ്നം മറികടക്കാൻ, ലൂഫയിലെ ഉണങ്ങിയ തയ്യാറെടുപ്പിന്റെ ഭാരം നിർണ്ണയിക്കുകയും റഫറൻസ് ഡ്രൈ തയ്യാറാക്കലിലേക്ക് നോർമലൈസ് ചെയ്യുകയും ചെയ്തു.ലൂഫ, ലാറ്റക്സ്, അണുവിമുക്തമായ പോഷക മാധ്യമം എന്നിവ അടങ്ങിയ അബിയോട്ടിക് നിയന്ത്രണങ്ങൾ സമാനമായ രീതിയിൽ തയ്യാറാക്കിയിട്ടുണ്ട്.
ഒരു പകുതി ബാച്ച് CO2 എടുക്കൽ പരിശോധന നടത്തുന്നതിന്, ബയോകോംപോസിറ്റ് (n = 3) 50 മില്ലി ഗ്ലാസ് ട്യൂബിൽ സ്ഥാപിക്കുക, അതിലൂടെ ബയോകോംപോസിറ്റിന്റെ ഒരറ്റം (ബയോകോട്ടിംഗ് ഇല്ലാതെ) 5 മില്ലി വളർച്ചാ മാധ്യമവുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുകയും പോഷകത്തെ അനുവദിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. കാപ്പിലറി പ്രവർത്തനത്തിലൂടെ കൊണ്ടുപോകും..20 മില്ലിമീറ്റർ വ്യാസമുള്ള ഒരു ബ്യൂട്ടൈൽ റബ്ബർ കോർക്ക് ഉപയോഗിച്ച് കുപ്പി അടച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ വെള്ളി നിറത്തിലുള്ള അലുമിനിയം തൊപ്പി ഉപയോഗിച്ച് ക്രിമ്പ് ചെയ്തിരിക്കുന്നു.അടച്ചുകഴിഞ്ഞാൽ, ഗ്യാസ്-ഇറുകിയ സിറിഞ്ചിൽ ഘടിപ്പിച്ച അണുവിമുക്തമായ സൂചി ഉപയോഗിച്ച് 45 മില്ലി 5% CO2/എയർ കുത്തിവയ്ക്കുക.കൺട്രോൾ സസ്പെൻഷന്റെ സെൽ സാന്ദ്രത (n = 3) പോഷക മാധ്യമത്തിലെ ബയോകമ്പോസിറ്റിന്റെ സെൽ ലോഡിന് തുല്യമാണ്.18 ± 2 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ 16:8 ഫോട്ടോപെരിയോഡും 30.5 µmol m-2 s-1 ഫോട്ടോപെരിയോഡും ഉള്ള പരിശോധനകൾ നടത്തി.ഗ്യാസ്-ഇറുകിയ സിറിഞ്ച് ഉപയോഗിച്ച് രണ്ട് ദിവസത്തിലൊരിക്കൽ ഹെഡ് സ്പേസ് നീക്കം ചെയ്യുകയും CO2 ആഗിരണം ചെയ്യുന്നതിന്റെ ശതമാനം നിർണ്ണയിക്കാൻ ഇൻഫ്രാറെഡ് അബ്സോർപ്ഷൻ GEOTech G100 ഉപയോഗിച്ച് CO2 മീറ്റർ ഉപയോഗിച്ച് വിശകലനം ചെയ്യുകയും ചെയ്തു.CO2 വാതക മിശ്രിതത്തിന്റെ തുല്യ അളവ് ചേർക്കുക.
% CO2 ഫിക്സ് ഇനിപ്പറയുന്ന രീതിയിൽ കണക്കാക്കുന്നു: % CO2 ഫിക്സ് = 5% (v/v) - % CO2 (സമവാക്യം 2) എഴുതുക, ഇവിടെ P = മർദ്ദം, V = വോളിയം, T = താപനില, R = അനുയോജ്യമായ വാതക സ്ഥിരാങ്കം.
സയനോബാക്ടീരിയയുടെയും ബയോകമ്പോസിറ്റുകളുടെയും നിയന്ത്രണ സസ്പെൻഷനുകൾക്കായുള്ള റിപ്പോർട്ട് ചെയ്യപ്പെട്ട CO2 ആഗിരണ നിരക്ക് നോൺ-ബയോളജിക്കൽ നിയന്ത്രണങ്ങളിലേക്ക് നോർമലൈസ് ചെയ്തു.വാഷ്‌ക്ലോത്തിൽ നിശ്ചലമാക്കിയ ഉണങ്ങിയ ബയോമാസിന്റെ അളവാണ് g ബയോമാസിന്റെ പ്രവർത്തന യൂണിറ്റ്.സെൽ ഫിക്സേഷന് മുമ്പും ശേഷവും ലൂഫ സാമ്പിളുകൾ തൂക്കിനോക്കിയാണ് ഇത് നിർണ്ണയിക്കുന്നത്.ഉണങ്ങുന്നതിന് മുമ്പും ശേഷവും തയ്യാറെടുപ്പുകൾ വ്യക്തിഗതമായി തൂക്കിനോക്കുന്നതിലൂടെയും സെൽ തയ്യാറാക്കലിന്റെ സാന്ദ്രത കണക്കാക്കുന്നതിലൂടെയും സെൽ ലോഡ് പിണ്ഡത്തിന്റെ (ബയോമാസ് തുല്യമായത്) അക്കൗണ്ടിംഗ് (സമവാക്യം 3).ഫിക്സേഷൻ സമയത്ത് സെൽ തയ്യാറെടുപ്പുകൾ ഏകതാനമാണെന്ന് അനുമാനിക്കപ്പെടുന്നു.
സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ വിശകലനത്തിനായി Minitab 18, റിയൽ സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്സ് ആഡ്-ഇൻ ഉള്ള Microsoft Excel എന്നിവ ഉപയോഗിച്ചു.ആൻഡേഴ്സൺ-ഡാർലിംഗ് ടെസ്റ്റ് ഉപയോഗിച്ച് നോർമാലിറ്റി പരീക്ഷിച്ചു, ലെവൻ ടെസ്റ്റ് ഉപയോഗിച്ച് വ്യത്യാസങ്ങളുടെ തുല്യത പരീക്ഷിച്ചു.ഈ അനുമാനങ്ങളെ തൃപ്തിപ്പെടുത്തുന്ന ഡാറ്റ ടു-വേ അനാലിസിസ് ഓഫ് വേരിയൻസ് (ANOVA) ഉപയോഗിച്ച് പോസ്റ്റ് ഹോക്ക് അനാലിസിസ് ആയി ടുക്കിയുടെ ടെസ്റ്റ് ഉപയോഗിച്ച് വിശകലനം ചെയ്തു.നോർമാലിറ്റിയുടെയും തുല്യ വ്യതിയാനത്തിന്റെയും അനുമാനങ്ങൾ പാലിക്കാത്ത ടു-വേ ഡാറ്റ, ഷിറർ-റേ-ഹാര ടെസ്റ്റും തുടർന്ന് മാൻ-വിറ്റ്നി യു-ടെസ്റ്റും ഉപയോഗിച്ച് ചികിത്സകൾ തമ്മിലുള്ള പ്രാധാന്യം നിർണ്ണയിക്കാൻ വിശകലനം ചെയ്തു.സാമാന്യവൽക്കരിച്ച ലീനിയർ മിക്സഡ് (GLM) മോഡലുകൾ നോൺ-നോർമൽ ഡാറ്റയ്ക്കായി മൂന്ന് ഘടകങ്ങളുമായി ഉപയോഗിച്ചു, അവിടെ ജോൺസൺ ട്രാൻസ്ഫോർമേഷൻ 63 ഉപയോഗിച്ച് ഡാറ്റ രൂപാന്തരപ്പെട്ടു.ടെക്‌സാനോൾ സാന്ദ്രത, ഗ്ലാസ് ട്രാൻസിഷൻ താപനില, ലാറ്റക്സ് വിഷാംശം, അഡീഷൻ ഡാറ്റ എന്നിവ തമ്മിലുള്ള ബന്ധം വിലയിരുത്തുന്നതിന് പിയേഴ്സൺ ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ മൊമെന്റ് കോറിലേഷനുകൾ നടത്തി.