Mesterséges levelet gyártott egy londoni diák

Növényekből vonta ki a fotoszintézisért felelős sejtszervecskéket egy brit diák, és selyemalapú anyagba szőtte őket. A mesterséges levél szerinte légszűrőként használható, de még tesztelni kell.

Julian Melchiorri a londoni Royal College of Art design szakos diákja, az innovatív mérnöki tervezés szak mesterszakos hallgatója. A huszonéves fiatalember diplomamunkájával máris bekerült a hírekbe, mert a bostoni Tufts Kutatóegyetem orvosbiológiai intézetével együttműködésben sikerült mesterséges levelet előállítania.

A levél anyagát a természetes selyem fehérjéi képezik, ebbe helyezték el a növényi sejtekből kivont kloroplasztiszokat. Ezek a 2-10 mikrométer átmérőjű sejtszervecskék végzik a fotoszintézist, amelynek során a zöld növények vízből és a levegő szén-dioxidjából szerves anyagot állítanak elő, és molekuláris oxigént fejlesztenek. „A mesterséges anyag ugyanúgy él és lélegzik, mint ahogy egy növényi levél” – mondta Melchiorri a The Independent brit napilapnak.

A mesterséges levél a fejlesztő kezében Forrás: Julian Melchiorri

Bio-légszűrő

A Royal College of Art hallgatója szerint a selyemalapú levél van olyan erős, hogy akár az űrhajózásban, hosszú űrutazások alatt is felhasználható oxigén előállítására. A mesterséges levéllel épületek homlokzatát lehetne beborítani, vagyis biológiai légszűrőként lehetne alkalmazni őket, a szellőzőrendszeren át oxigéndús levegőt juttatva az épületbe.

Tény viszont, hogy a találmány még távol áll a sorozatgyártástól és a széles körű alkalmazástól; Melchiorri azt bizonyította be, hogy elgondolása működőképes. A diák egyelőre zöld lámpaernyőket készített az anyagból, amelyek pótolják a kivilágított helyiség oxigénjét. Azt is még tesztelni kell, hogy milyen hatékonysággal megy végbe a fotoszintézis a mesterséges levélben. A fotoszintézis, a laboratóriumban előállított fák, levelek kutatása fellendült az utóbbi évtizedben: kínai kutatók például egy 2010-es bejelentés szerint mesterséges szellőrózsa-levéllel állítanának elő hidrogént, egy amerikai kutatócsoport levélre hasonlító, kártya nagyságú napelemekkel termelne áramot afrikai falvalkban.

Forrás: Julian Melchiorri

Miért éppen a selyem?

A kloroplasztiszokat azért éppen a selyemszálak anyagába illesztették, mert kiválóan stabilizálja a molekulákat. A Tufts Kutatóegyetem orvosbiológusai, egészségügyi mérnökei több mint húsz éve foglalkoznak a selyem újszerű felhasználási lehetőségeivel az orvoslásban, az optika és az elektronika területén. Az anyag szívósabb és rugalmasabb, mint bármelyik mesterséges szál, beleértve a kevlárt.

A Tufts kutatócsoportjának legutóbbi, 2014 márciusában bejelentett találmánya olyan selyemhernyó-fehérjékből gyártott orvosi csavar és lemez volt, amelyek elég erősek ahhoz, hogy csonttörésnél a csontok rögzítésére használhassák az orvosok, de a fémekkel ellentétben idővel felszívódnak, tehát nem kell újabb műtét az eltávolításukra.

Látványterv egy műlevéllel borított magasépületről Forrás: Julian Melchiorri