(PhysOrg.com) -- Ingenjörer från University of Cincinnati utvecklar ett skum som fångar energi och tar bort överskott av koldioxid från luften -- tack vare semitropiska grodor.

I årtionden, bönder har försökt hitta sätt att få ut mer energi ur solen.

I naturlig fotosyntes, växter tar in solenergi och koldioxid och omvandlar det sedan till syre och socker. Syret släpps ut i luften och sockerarterna sprids i växten - som den där sockermajsen vi letar efter på sommaren. Tyvärr, allokeringen av ljusenergi till produkter vi använder är inte så effektiv som vi skulle vilja. Nu gör ingenjörsforskare vid University of Cincinnati något åt ​​det.

Forskarna hittar sätt att ta energi från solen och kol från luften för att skapa nya former av biobränslen, tack vare en semitropisk grodart. Deras resultat har just publicerats online i "Artificial Photosynthesis in Ranaspumin-2 Based Foam" (5 mars, 2010) i tidskriften " Nanobokstäver .” (Det kommer att bli en omslagsartikel för den tryckta upplagan under hösten.)

Forskningsassistent David Wendell, student Jacob Todd och College of Engineering and Applied Science Dean Carlo Montemagno var medförfattare till uppsatsen, baserad på forskning i Montemagnos labb vid institutionen för biomedicinsk teknik. Deras arbete fokuserade på att göra ett nytt artificiellt fotosyntetiskt material som använder växter, bakteriell, grod- och svampenzymer, fångad i ett skumhus, att producera socker från solljus och koldioxid.

Skum valdes eftersom det effektivt kan koncentrera reaktanterna men tillåter mycket god ljus- och luftgenomträngning. Designen baserades på skumbonen av en semitropisk groda som kallas Tungara-grodan, vilket skapar mycket långlivade skum för sina växande grodyngel.

"Fördelen för vårt system jämfört med växter och alger är att all infångad solenergi omvandlas till sockerarter, Dessa organismer måste avleda en hel del energi till andra funktioner för att upprätthålla liv och fortplanta sig. säger Wendell. "Vårt skum använder inte heller jord, så att livsmedelsproduktionen inte skulle avbrytas, och den kan användas i mycket berikade koldioxidmiljöer, som avgaserna från koleldade kraftverk, till skillnad från många naturliga fotosyntetiska system."

Han lägger till, "I naturliga växtsystem, för mycket koldioxid stänger av fotosyntesen, men vår har inte denna begränsning på grund av den bakteriebaserade fotoinfångningsstrategin."

Det finns många fördelar med att kunna skapa ett växtliknande skum.

"Du kan omvandla sockerarterna till många olika saker, inklusive etanol och andra biobränslen, ” förklarar Wendell. "Och det tar bort koldioxid från luften, men upprätthåller nuvarande åkermark för livsmedelsproduktion.”

"Denna nya teknik etablerar ett ekonomiskt sätt att utnyttja levande systems fysiologi genom att skapa en ny generation funktionella material som integrerar livsprocesser i sin struktur, ” säger Dean Montemagno. "Särskilt i detta arbete presenterar den en ny väg för att skörda solenergi för att producera antingen olja eller mat med effektivitet som överstiger andra biosolarproduktionsmetoder. Mer allmänt etablerar den en mekanism för att införliva funktionaliteten som finns i levande system i system som vi konstruerar och bygger."

Nästa steg för teamet blir att försöka göra tekniken genomförbar för storskaliga tillämpningar som kolavskiljning vid koleldade kraftverk.

"Detta innebär att utveckla en strategi för att extrahera både lipidskalet från algerna (används för biodiesel) och det cytoplasmatiska innehållet (tarmarna), och återanvända dessa proteiner i skummet, säger Wendell. "Vi undersöker också andra korta kolmolekyler som vi kan göra genom att förändra enzymcocktailen i skummet."

Montemagno tillägger, "Det är ett viktigt steg i att leverera löftet om nanoteknik."