Ученый из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса (LLNL) является частью исследовательской группы, которая раскрывает новые аспекты того, как получить доступ к сахарам, присутствующим в растительных материалах. Этот доступ позволяет преобразовывать побочные продукты в новое сырье для производства топлива, материалов и химикатов.
Преобразование остатков от трав, сорняков и древесины в экологически чистые продукты, обычно производимые с использованием нефтепродуктов, может стать ключевым моментом на пути к достижению углеродной нейтральности.
Санкар Раджу Нараянасами, физико-химик из LLNL, подчеркнул, что эффективное использование органических отходов для создания ценных продуктов или энергии играет важную роль в продвижении биоэкономики и содействии устойчивому развитию, минимизируя воздействие на окружающую среду.
В рамках исследования, проводившегося в период с 2018 по 2023 год, Нараянасами сотрудничал с учеными из Калифорнийского университета, Колледжа сельскохозяйственных и экологических наук Дэвиса, Инженерного колледжа Калифорнийского университета в Дэвисе и Программы визуализации синхротронной инфракрасной структурной биологии Беркли (BSISB) Национальной лаборатории Лоуренса Беркли (LBNL).
Результаты их работы, опубликованные в журнале Green Chemistry, ожидается, что помогут преодолеть технологические барьеры и облегчат устойчивое преобразование растительного материала, включая побочные продукты сельского хозяйства. Данная работа способствует использованию растительных остатков в виде ценного ресурса для уменьшения негативного воздействия на окружающую среду.
Извлечение сахара
Для определенных биохимических преобразований, таких как ферментация, биокатализаторам необходим сахар. Ключевым фактором в этом процессе являются доступные, возобновляемые и устойчивые формы сахара, которые не конкурируют с потребностями в пищевых продуктах.
«Эти виды сахара являются основой для создания биоэкономики, основанной на преобразовании возобновляемого углерода в биотопливо, биохимические и биоматериальные альтернативы, в отличие от тех, полученных из ископаемых топлив», — отметил Джео.
Поиск эффективных методов извлечения сахара может стать движущей силой разработки технологий, используемых в устойчивом производстве.
«Функциональные биологические системы зависят от химических процессов, происходящих в нужное время и месте», — сказал Нараянасами. «Отслеживание распределения и концентрации молекул в течение времени является ключевым этапом в определении характеристик для биологических исследований.
«Определение местоположения и концентрации легко, если интересующая молекула присутствует в больших концентрациях или распределена на больших площадях. Однако точное определение небольших количеств молекул, образующихся в нативной биомассе, остается проблемой для многих исследователей. Эта задача становится еще более сложной, особенно когда ее необходимо выполнять в открытой среде», — добавил он.
Разработанная и продемонстрированная технология исследователями из LLNL и LBNL объединила передовые методы производства, визуализации, анализа больших данных и высокоплотной микрофлюидики. Это создает базу для будущих исследований в области бионациональной безопасности в LLNL, включая высокопроизводительное определение характеристик биомолекул, таких как ткани, образцы почвы и биомасса в их естественном состоянии.
Технология визуализации ресурсов BSISB лаборатории Беркли позволяет исследователям анализировать длины волн инфракрасного излучения и характеризовать биохимические процессы как в пространстве, так и во времени.
По словам Джео: На самом деле это подтвердило многое из того, что они ранее считали верным, и это предоставляет увлекательные перспективы.
По материалам: pubs.rsc.org
Исследовательская группа, в которой участвует ученый из Ливерморской национальной лаборатории, представляет важный шаг в преобразовании растительных материалов в ценные продукты и топливо. Их работа по извлечению сахара из растительных остатков может стать ключевым моментом на пути к достижению углеродной нейтральности, содействуя биоэкономике и устойчивому развитию. Технологии, которые они разрабатывают, объединяют передовые методы производства, визуализации и анализа данных, создавая основу для будущих исследований в области бионациональной безопасности.