Terima kasih kerana melawat Nature.com.Anda menggunakan versi penyemak imbas dengan sokongan CSS terhad.Untuk pengalaman terbaik, kami mengesyorkan agar anda menggunakan penyemak imbas yang dikemas kini (atau lumpuhkan Mod Keserasian dalam Internet Explorer).Di samping itu, untuk memastikan sokongan berterusan, kami menunjukkan tapak tanpa gaya dan JavaScript.
Memaparkan karusel tiga slaid serentak.Gunakan butang Sebelum dan Seterusnya untuk bergerak melalui tiga slaid pada satu masa, atau gunakan butang gelangsar pada penghujung untuk bergerak melalui tiga slaid pada satu masa.
Penangkapan dan penyimpanan karbon adalah penting untuk mencapai matlamat Perjanjian Paris.Fotosintesis ialah teknologi semula jadi untuk menangkap karbon.Melukis inspirasi daripada lichen, kami membangunkan biokomposit fotosintesis cyanobacteria 3D (iaitu meniru liken) menggunakan polimer lateks akrilik yang digunakan pada span loofah.Kadar pengambilan CO2 oleh biokomposit ialah 1.57 ± 0.08 g CO2 g-1 biojisim d-1.Kadar serapan adalah berdasarkan biojisim kering pada permulaan eksperimen dan termasuk CO2 yang digunakan untuk menumbuhkan biojisim baharu serta CO2 yang terkandung dalam sebatian simpanan seperti karbohidrat.Kadar pengambilan ini adalah 14-20 kali lebih tinggi daripada langkah kawalan buburan dan berpotensi ditingkatkan untuk menangkap 570 t CO2 t-1 biojisim setiap tahun-1, bersamaan dengan 5.5-8.17 × 106 hektar penggunaan tanah, menghilangkan 8-12 GtCO2 CO2 setahun.Sebaliknya, biotenaga hutan dengan tangkapan dan penyimpanan karbon ialah 0.4–1.2 × 109 ha.Biokomposit kekal berfungsi selama 12 minggu tanpa nutrien atau air tambahan, selepas itu percubaan ditamatkan.Dalam pendirian teknologi pelbagai segi manusia untuk memerangi perubahan iklim, biokomposit sianobakteria yang direka bentuk dan dioptimumkan mempunyai potensi untuk penggunaan yang mampan dan berskala untuk meningkatkan penyingkiran CO2 sambil mengurangkan kehilangan air, nutrien dan tanah.
Perubahan iklim adalah ancaman sebenar kepada biodiversiti global, kestabilan ekosistem dan manusia.Untuk mengurangkan kesan terburuknya, program penyahkarbonan yang diselaraskan dan berskala besar diperlukan, dan, sudah tentu, beberapa bentuk penyingkiran langsung gas rumah hijau dari atmosfera diperlukan.Walaupun penyahkarbonan positif penjanaan elektrik2,3, pada masa ini tiada penyelesaian teknologi yang mampan dari segi ekonomi untuk mengurangkan karbon dioksida (CO2)4 atmosfera, walaupun penangkapan gas serombong sedang berkembang5.Daripada penyelesaian kejuruteraan berskala dan praktikal, orang ramai harus beralih kepada jurutera semula jadi untuk menangkap karbon - organisma fotosintetik (organisma fototropik).Fotosintesis ialah teknologi penyerapan karbon alam semula jadi, tetapi keupayaannya untuk membalikkan pengayaan karbon antropogenik pada skala masa yang bermakna boleh dipersoalkan, enzim tidak cekap, dan keupayaannya untuk menggunakan skala yang sesuai adalah dipersoalkan.Jalan yang berpotensi untuk fototrofi ialah penanaman semula hutan, yang memotong pokok untuk biotenaga dengan tangkapan dan penyimpanan karbon (BECCS) sebagai teknologi pelepasan negatif yang boleh membantu mengurangkan pelepasan CO21 bersih.Walau bagaimanapun, untuk mencapai sasaran suhu Perjanjian Paris 1.5°C menggunakan BECCS sebagai kaedah utama memerlukan 0.4 hingga 1.2 × 109 ha, bersamaan dengan 25–75% daripada tanah pertanian global semasa6.Di samping itu, ketidakpastian yang berkaitan dengan kesan global pembajaan CO2 menimbulkan persoalan tentang potensi kecekapan keseluruhan ladang hutan7.Jika kita ingin mencapai sasaran suhu yang ditetapkan oleh Perjanjian Paris, 100 saat GtCO2 gas rumah hijau (GGR) mesti dialihkan dari atmosfera setiap tahun.Jabatan Penyelidikan dan Inovasi UK baru-baru ini mengumumkan pembiayaan untuk lima projek GGR8 termasuk pengurusan tanah gambut, luluhawa batu yang dipertingkatkan, penanaman pokok, biochar dan tanaman saka untuk memberi makan kepada proses BECCS.Kos untuk mengalihkan lebih daripada 130 MtCO2 dari atmosfera setahun ialah 10-100 US$/tCO2, 0.2-8.1 MtCO2 setahun untuk pemulihan tanah gambut, 52-480 US$/tCO2 dan 12-27 MtCO2 setahun untuk luluhawa batu. , 0.4-30 USD/tahun.tCO2, 3.6 MtCO2/thn, peningkatan 1% dalam kawasan hutan, 0.4-30 US$/tCO2, 6-41 MtCO2/thn, biochar, 140-270 US$/tCO2, 20 –70 Mt CO2 setahun untuk tanaman kekal menggunakan BECCS9.
Gabungan pendekatan ini berpotensi mencapai sasaran 130 Mt CO2 setahun, tetapi kos luluhawa batuan dan BECCS adalah tinggi, dan biochar, walaupun agak murah dan bukan berkaitan guna tanah, memerlukan bahan mentah untuk proses pengeluaran biochar.menawarkan pembangunan dan nombor ini untuk menggunakan teknologi GGR yang lain.
Daripada mencari penyelesaian di darat, cari air, terutamanya fototrof sel tunggal seperti mikroalga dan cyanobacteria10.Alga (termasuk cyanobacteria) menangkap kira-kira 50% daripada karbon dioksida dunia, walaupun ia hanya menyumbang 1% daripada biojisim dunia11.Cyanobacteria ialah biogeoeengineers asli alam semula jadi, meletakkan asas untuk metabolisme pernafasan dan evolusi kehidupan multiselular melalui fotosintesis oksigenik12.Idea untuk menggunakan cyanobacteria untuk menangkap karbon bukanlah perkara baru, tetapi kaedah penempatan fizikal yang inovatif membuka ufuk baharu bagi organisma purba ini.
Kolam terbuka dan fotobioreaktor ialah aset lalai apabila menggunakan mikroalga dan sianobakteria untuk tujuan perindustrian.Sistem kultur ini menggunakan kultur ampaian di mana sel terapung bebas dalam medium pertumbuhan14;namun, kolam dan fotobioreaktor mempunyai banyak kelemahan seperti pemindahan jisim CO2 yang lemah, penggunaan tanah dan air yang intensif, mudah terdedah kepada biofouling, dan kos pembinaan dan operasi yang tinggi15,16.Bioreaktor biofilem yang tidak menggunakan kultur ampaian adalah lebih menjimatkan dari segi air dan ruang, tetapi berisiko mengalami kerosakan pengeringan, terdedah kepada detasmen biofilm (dan seterusnya kehilangan biojisim aktif), dan terdedah kepada biofouling yang sama17.
Pendekatan baharu diperlukan untuk meningkatkan kadar pengambilan CO2 dan menangani masalah yang mengehadkan buburan dan reaktor biofilm.Satu pendekatan sedemikian ialah biokomposit fotosintetik yang diilhamkan oleh lichen.Lichen ialah kompleks kulat dan fotobion (mikroalga dan/atau cyanobacteria) yang meliputi kira-kira 12% daripada keluasan daratan Bumi18.Kulat memberikan sokongan fizikal, perlindungan, dan penambat substrat fotobiotik, yang seterusnya memberikan kulat dengan karbon (sebagai produk fotosintesis yang berlebihan).Biokomposit yang dicadangkan ialah "mimetik lichen", di mana populasi cyanobacteria yang tertumpu tidak bergerak dalam bentuk salutan bio nipis pada substrat pembawa.Sebagai tambahan kepada sel, biocoating mengandungi matriks polimer yang boleh menggantikan kulat.Emulsi polimer berasaskan air atau "lateks" lebih disukai kerana ia adalah biokompatibel, tahan lama, murah, mudah dikendalikan dan boleh didapati secara komersial19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26.
Penetapan sel dengan polimer lateks sangat dipengaruhi oleh komposisi lateks dan proses pembentukan filem.Pempolimeran emulsi ialah proses heterogen yang digunakan untuk menghasilkan getah sintetik, salutan pelekat, pengedap, bahan tambahan konkrit, salutan kertas dan tekstil, dan cat lateks27.Ia mempunyai beberapa kelebihan berbanding kaedah pempolimeran lain, seperti kadar tindak balas yang tinggi dan kecekapan penukaran monomer, serta kemudahan kawalan produk27,28.Pemilihan monomer bergantung pada sifat yang dikehendaki bagi filem polimer yang terhasil, dan untuk sistem monomer campuran (iaitu, kopolimerisasi), sifat polimer boleh diubah dengan memilih nisbah monomer yang berbeza yang membentuk bahan polimer yang terhasil.Butil akrilat dan stirena adalah antara monomer lateks akrilik yang paling biasa dan digunakan di sini.Selain itu, agen penggabungan (cth Texanol) sering digunakan untuk menggalakkan pembentukan filem seragam di mana ia boleh mengubah sifat lateks polimer untuk menghasilkan salutan yang kuat dan "berterusan" (bercantum).Dalam kajian bukti konsep awal kami, kawasan permukaan yang tinggi, biokomposit 3D keliangan tinggi telah dibuat menggunakan cat lateks komersial yang digunakan pada span loofah.Selepas manipulasi yang panjang dan berterusan (lapan minggu), biokomposit menunjukkan keupayaan terhad untuk mengekalkan cyanobacteria pada perancah loofah kerana pertumbuhan sel melemahkan integriti struktur lateks.Dalam kajian semasa, kami menyasarkan untuk membangunkan satu siri polimer lateks akrilik kimia yang diketahui untuk kegunaan berterusan dalam aplikasi penangkapan karbon tanpa mengorbankan degradasi polimer.Dengan berbuat demikian, kami telah menunjukkan keupayaan untuk mencipta unsur matriks polimer seperti lichen yang memberikan prestasi biologi yang lebih baik dan keanjalan mekanikal yang meningkat dengan ketara berbanding biokomposit yang terbukti.Pengoptimuman selanjutnya akan mempercepatkan pengambilan biokomposit untuk penangkapan karbon, terutamanya apabila digabungkan dengan cyanobacteria yang diubah suai secara metabolik untuk meningkatkan penyerapan CO2.
Sembilan lateks dengan tiga formulasi polimer (H = "keras", N = "normal", S = "lembut") dan tiga jenis Texanol (0, 4, 12% v/v) telah diuji untuk ketoksikan dan korelasi terikan.Pelekat.daripada dua sianobakteria.Jenis lateks mempengaruhi S. elongatus PCC 7942 dengan ketara (ujian Shirer-Ray-Hare, lateks: DF=2, H=23.157, P=<0.001) dan CCAP 1479/1A (ANOVA dua hala, lateks: DF=2, F = 103.93, P = < 0.001) (Rajah 1a).Kepekatan texanol tidak menjejaskan pertumbuhan S. elongatus PCC 7942 dengan ketara, hanya N-lateks tidak toksik (Rajah 1a), dan 0 N dan 4 N mengekalkan pertumbuhan masing-masing sebanyak 26% dan 35% (Mann- Whitney U, 0 N berbanding 4 N: W = 13.50, P = 0.245; 0 N berbanding kawalan: W = 25.0, P = 0.061; 4 N berbanding kawalan: W = 25.0, P = 0.061) dan 12 N mengekalkan pertumbuhan setanding kepada kawalan biologi (Mann-Whitney University, 12 N vs kawalan: W = 17.0, P = 0.885).Untuk S. elongatus CCAP 1479/1A, kedua-dua campuran lateks dan kepekatan texanol adalah faktor penting, dan interaksi yang ketara diperhatikan antara keduanya (ANOVA dua hala, lateks: DF=2, F=103.93, P=<0.001, Texanol : DF=2, F=5.96, P=0.01, Lateks*Texanol: DF=4, F=3.41, P=0.03).0 N dan semua lateks "lembut" menggalakkan pertumbuhan (Rajah 1a).Terdapat kecenderungan untuk meningkatkan pertumbuhan dengan penurunan komposisi stirena.
Ujian ketoksikan dan lekatan cyanobacteria (Synechococcus elongatus PCC 7942 dan CCAP 1479/1A) kepada formulasi lateks, hubungan dengan suhu peralihan kaca (Tg) dan matriks keputusan berdasarkan data ketoksikan dan lekatan.(a) Ujian ketoksikan dilakukan menggunakan plot berasingan peratusan pertumbuhan cyanobacteria yang dinormalkan untuk mengawal kultur ampaian.Rawatan yang ditandakan dengan * adalah jauh berbeza daripada kawalan.(b) Data pertumbuhan Cyanobacteria berbanding lateks Tg (min ± SD; n = 3).(c) Bilangan kumulatif cyanobacteria yang dibebaskan daripada ujian lekatan biokomposit.(d) Data lekatan berbanding Tg lateks (min ± StDev; n = 3).e Matriks keputusan berdasarkan data ketoksikan dan lekatan.Nisbah stirena kepada butil akrilat ialah 1:3 untuk lateks “keras” (H), 1:1 untuk “normal” (N) dan 3:1 untuk “lembut” (S).Nombor sebelumnya dalam kod lateks sepadan dengan kandungan Texanol.
Dalam kebanyakan kes, daya maju sel menurun dengan peningkatan kepekatan texanol, tetapi tiada korelasi yang ketara untuk mana-mana strain (CCAP 1479/1A: DF = 25, r = -0.208, P = 0.299; PCC 7942: DF = 25, r = – 0.127, P = 0.527).Pada rajah.1b menunjukkan hubungan antara pertumbuhan sel dan suhu peralihan kaca (Tg).Terdapat korelasi negatif yang kuat antara kepekatan texanol dan nilai Tg (H-lateks: DF=7, r=-0.989, P=<0.001; N-lateks: DF=7, r=-0.964, P=<0.001 ; S- lateks: DF=7, r=-0.946, P=<0.001).Data menunjukkan bahawa Tg optimum untuk pertumbuhan S. elongatus PCC 7942 adalah sekitar 17 °C (Rajah 1b), manakala S. elongatus CCAP 1479/1A mengutamakan Tg di bawah 0 °C (Rajah 1b).Hanya S. elongatus CCAP 1479/1A mempunyai korelasi negatif yang kuat antara Tg dan data ketoksikan (DF=25, r=-0.857, P=<0.001).
Semua lateks mempunyai pertalian lekatan yang baik, dan tiada satu pun daripada mereka melepaskan lebih daripada 1% sel selepas 72 jam (Rajah 1c).Tiada perbezaan yang ketara antara lateks kedua-dua strain S. elongatus (PCC 7942: ujian Scheirer-Ray-Hara, Latex*Texanol, DF=4, H=0.903; P=0.924; CCAP 1479/1A: Scheirer- ujian sinar).– Ujian arnab, lateks*texanol, DF=4, H=3.277, P=0.513).Apabila kepekatan Texanol meningkat, lebih banyak sel dibebaskan (Rajah 1c).berbanding S. elongatus PCC 7942 (DF=25, r=-0.660, P=<0.001) (Rajah 1d).Tambahan pula, tiada hubungan statistik antara Tg dan lekatan sel kedua-dua strain (PCC 7942: DF=25, r=0.301, P=0.127; CCAP 1479/1A: DF=25, r=0.287, P=0.147).
Untuk kedua-dua strain, polimer lateks "keras" tidak berkesan.Sebaliknya, 4N dan 12N menunjukkan prestasi terbaik terhadap S. elongatus PCC 7942, manakala 4S dan 12S menunjukkan prestasi terbaik terhadap CCAP 1479/1A (Rajah 1e), walaupun terdapat ruang yang jelas untuk pengoptimuman lanjut bagi matriks polimer.Polimer ini telah digunakan dalam ujian serapan CO2 bersih separa kelompok.
Fotofisiologi dipantau selama 7 hari menggunakan sel yang digantung dalam komposisi lateks berair.Secara umum, kedua-dua kadar fotosintesis ketara (PS) dan hasil kuantum PSII maksimum (Fv/Fm) berkurangan mengikut masa, tetapi penurunan ini tidak sekata dan beberapa set data PS menunjukkan tindak balas dwifasa, mencadangkan tindak balas separa, walaupun pemulihan masa nyata aktiviti PS yang lebih pendek (Rajah 2a dan 3b).Tindak balas Fv/Fm biphasic kurang ketara (Rajah 2b dan 3b).
(a) Kadar fotosintesis ketara (PS) dan (b) hasil kuantum PSII maksimum (Fv/Fm) Synechococcus elongatus PCC 7942 sebagai tindak balas kepada rumusan lateks berbanding dengan kultur ampaian kawalan.Nisbah stirena kepada butil akrilat ialah 1:3 untuk lateks “keras” (H), 1:1 untuk “normal” (N) dan 3:1 untuk “lembut” (S).Nombor sebelumnya dalam kod lateks sepadan dengan kandungan Texanol.(min ± sisihan piawai; n = 3).
(a) Kadar fotosintesis ketara (PS) dan (b) hasil kuantum PSII maksimum (Fv/Fm) Synechococcus elongatus CCAP 1479/1A sebagai tindak balas kepada rumusan lateks berbanding dengan budaya ampaian kawalan.Nisbah stirena kepada butil akrilat ialah 1:3 untuk lateks “keras” (H), 1:1 untuk “normal” (N) dan 3:1 untuk “lembut” (S).Nombor sebelumnya dalam kod lateks sepadan dengan kandungan Texanol.(min ± sisihan piawai; n = 3).
Untuk S. elongatus PCC 7942, komposisi lateks dan kepekatan Texanol tidak menjejaskan PS dari semasa ke semasa (GLM, Latex*Texanol*Time, DF = 28, F = 1.49, P = 0.07), walaupun komposisi merupakan faktor penting (GLM)., lateks*masa, DF = 14, F = 3.14, P = <0.001) (Rajah 2a).Tiada kesan ketara kepekatan Texanol sepanjang masa (GLM, Texanol*masa, DF=14, F=1.63, P=0.078).Terdapat interaksi ketara yang mempengaruhi Fv/Fm (GLM, Latex*Texanol*Time, DF=28, F=4.54, P=<0.001).Interaksi antara rumusan lateks dan kepekatan Texanol mempunyai kesan yang signifikan terhadap Fv/Fm (GLM, Latex*Texanol, DF=4, F=180.42, P=<0.001).Setiap parameter juga mempengaruhi Fv/Fm dari semasa ke semasa (GLM, Latex*Time, DF=14, F=9.91, P=<0.001 dan Texanol*Time, DF=14, F=10.71, P=< 0.001).Lateks 12H mengekalkan purata nilai PS dan Fv/Fm terendah (Rajah 2b), menunjukkan bahawa polimer ini lebih toksik.
PS S. elongatus CCAP 1479/1A adalah berbeza dengan ketara (GLM, lateks * Texanol * masa, DF = 28, F = 2.75, P = <0.001), dengan komposisi lateks berbanding kepekatan Texanol (GLM, Latex*time, DF =14, F=6.38, P=<0.001, GLM, Texanol*masa, DF=14, F=1.26, P=0.239).Polimer "lembut" 0S dan 4S mengekalkan tahap prestasi PS yang lebih tinggi sedikit daripada penggantungan kawalan (Mann-Whitney U, 0S berbanding kawalan, W = 686.0, P = 0.044, 4S berbanding kawalan, W = 713, P = 0.01) dan mengekalkan dipertingkatkan Fv./Fm (Rajah 3a) menunjukkan pengangkutan yang lebih cekap ke Fotosistem II.Untuk nilai Fv/Fm sel CCAP 1479/1A, terdapat perbezaan lateks yang ketara dari semasa ke semasa (GLM, Latex*Texanol*Time, DF=28, F=6.00, P=<0.001) (Rajah 3b).).
Pada rajah.4 menunjukkan purata PS dan Fv/Fm dalam tempoh 7 hari sebagai fungsi pertumbuhan sel bagi setiap strain.S. elongatus PCC 7942 tidak mempunyai corak yang jelas (Rajah 4a dan b), walau bagaimanapun, CCAP 1479/1A menunjukkan hubungan parabola antara nilai PS (Rajah 4c) dan Fv/Fm (Rajah 4d) sebagai nisbah stirena dan butil akrilat tumbuh dengan perubahan.
Hubungan antara pertumbuhan dan fotofisiologi Synechococcus longum pada penyediaan lateks.(a) Data ketoksikan diplot terhadap kadar fotosintesis ketara (PS), (b) hasil kuantum PSII maksimum (Fv/Fm) PCC 7942. c Data ketoksikan diplot terhadap PS dan d Fv/Fm CCAP 1479/1A.Nisbah stirena kepada butil akrilat ialah 1:3 untuk lateks “keras” (H), 1:1 untuk “normal” (N) dan 3:1 untuk “lembut” (S).Nombor sebelumnya dalam kod lateks sepadan dengan kandungan Texanol.(min ± sisihan piawai; n = 3).
PCC 7942 biokomposit mempunyai kesan terhad pada pengekalan sel dengan larut lesap sel yang ketara dalam tempoh empat minggu pertama (Rajah 5).Selepas fasa awal pengambilan CO2, sel-sel tetap dengan lateks 12 N mula membebaskan CO2, dan corak ini berterusan antara hari 4 dan 14 (Rajah 5b).Data ini konsisten dengan pemerhatian perubahan warna pigmen.Pengambilan CO2 bersih bermula semula dari hari ke 18. Walaupun pembebasan sel (Rajah 5a), biokomposit PCC 7942 12 N masih terkumpul lebih banyak CO2 daripada penggantungan kawalan selama 28 hari, walaupun sedikit (Ujian Mann-Whitney U, W = 2275.5; P = 0.066).Kadar penyerapan CO2 oleh lateks 12 N dan 4 N ialah 0.51 ± 0.34 dan 1.18 ± 0.29 g CO2 g-1 biojisim d-1.Terdapat perbezaan yang signifikan secara statistik antara tahap rawatan dan masa (ujian Chairer-Ray-Hare, rawatan: DF=2, H=70.62, P=<0.001 masa: DF=13, H=23.63, P=0.034), tetapi ia bukan.terdapat hubungan yang signifikan antara rawatan dan masa (ujian Pengerusi-Ray-Har, masa*rawatan: DF=26, H=8.70, P=0.999).
Ujian serapan CO2 separuh kelompok pada biokomposit Synechococcus elongatus PCC 7942 menggunakan lateks 4N dan 12N.(a) Imej menunjukkan pembebasan sel dan perubahan warna pigmen, serta imej SEM biokomposit sebelum dan selepas ujian.Garis putus-putus putih menunjukkan tapak pemendapan sel pada biokomposit.(b) Pengambilan CO2 bersih kumulatif dalam tempoh empat minggu.Lateks “Normal” (N) mempunyai nisbah stirena kepada butil akrilat 1:1.Nombor sebelumnya dalam kod lateks sepadan dengan kandungan Texanol.(min ± sisihan piawai; n = 3).
Pengekalan sel telah bertambah baik dengan ketara untuk terikan CCAP 1479/1A dengan 4S dan 12S, walaupun pigmen perlahan-lahan berubah warna dari semasa ke semasa (Rajah 6a).Biokomposit CCAP 1479/1A menyerap CO2 selama 84 hari penuh (12 minggu) tanpa suplemen nutrisi tambahan.Analisis SEM (Rajah 6a) mengesahkan pemerhatian visual detasmen sel kecil.Pada mulanya, sel-sel itu terbungkus dalam salutan lateks yang mengekalkan integritinya walaupun terdapat pertumbuhan sel.Kadar pengambilan CO2 adalah jauh lebih tinggi daripada kumpulan kawalan (ujian Scheirer-Ray-Har, rawatan: DF=2; H=240.59; P=<0.001, masa: DF=42; H=112; P=<0.001 ) ( Rajah 6b).Biokomposit 12S mencapai pengambilan CO2 tertinggi (1.57 ± 0.08 g CO2 g-1 biojisim sehari), manakala lateks 4S ialah 1.13 ± 0.41 g CO2 g-1 biojisim sehari, tetapi mereka tidak berbeza dengan ketara (Mann-Whitney U .ujian, W = 1507.50; P = 0.07) dan tiada interaksi yang signifikan antara rawatan dan masa (ujian Shirer-Rey-Hara, masa * rawatan: DF = 82; H = 10 .37; P = 1.000).
Ujian pengambilan CO2 separuh lot menggunakan biokomposit Synechococcus elongatus CCAP 1479/1A dengan lateks 4N dan 12N.(a) Imej menunjukkan pembebasan sel dan perubahan warna pigmen, serta imej SEM biokomposit sebelum dan selepas ujian.Garis putus-putus putih menunjukkan tapak pemendapan sel pada biokomposit.(b) Pengambilan CO2 bersih kumulatif dalam tempoh dua belas minggu.Lateks “Lembut” (S) mempunyai nisbah stirena kepada butil akrilat 1:1.Nombor sebelumnya dalam kod lateks sepadan dengan kandungan Texanol.(min ± sisihan piawai; n = 3).
S. elongatus PCC 7942 (ujian Shirer-Ray-Har, masa*rawatan: DF=4, H=3.243, P=0.518) atau biokomposit S. elongatus CCAP 1479/1A (dua-ANOVA, masa*rawatan: DF=8 , F = 1.79, P = 0.119) (Rajah S4).Biokomposit PCC 7942 mempunyai kandungan karbohidrat tertinggi pada minggu ke-2 (4 N = 59.4 ± 22.5% berat, 12 N = 67.9 ± 3.3 berat%), manakala suspensi kawalan mempunyai kandungan karbohidrat tertinggi pada minggu ke-4 apabila (kawalan = 59.6 ± 2.84% w/w).Jumlah kandungan karbohidrat biokomposit CCAP 1479/1A adalah setanding dengan penggantungan kawalan kecuali pada permulaan percubaan, dengan beberapa perubahan dalam lateks 12S pada minggu ke-4. Nilai tertinggi untuk biokomposit ialah 51.9 ± 9.6 wt% untuk 4S dan 77.1 ± 17.0% berat untuk 12S.
Kami berusaha untuk menunjukkan kemungkinan reka bentuk untuk meningkatkan integriti struktur salutan polimer lateks filem nipis sebagai komponen penting dalam konsep biokomposit meniru liken tanpa mengorbankan biokompatibiliti atau prestasi.Sesungguhnya, jika cabaran struktur yang berkaitan dengan pertumbuhan sel dapat diatasi, kami menjangkakan peningkatan prestasi yang ketara ke atas biokomposit eksperimen kami, yang sudah setanding dengan sistem penangkapan karbon cyanobacteria dan mikroalga yang lain.
Salutan mestilah tidak toksik, tahan lama, menyokong lekatan sel jangka panjang, dan mesti berliang untuk menggalakkan pemindahan jisim CO2 dan penyahgas O2 yang cekap.Polimer akrilik jenis lateks mudah disediakan dan digunakan secara meluas dalam industri cat, tekstil dan pelekat30.Kami menggabungkan cyanobacteria dengan emulsi polimer lateks akrilik berasaskan air yang dipolimerkan dengan nisbah khusus zarah stirena/butil akrilat dan pelbagai kepekatan Texanol.Stirena dan butil akrilat dipilih untuk dapat mengawal sifat fizikal, terutamanya keanjalan dan kecekapan penyatuan salutan (penting untuk salutan yang kuat dan sangat pelekat), membenarkan sintesis agregat zarah "keras" dan "lembut".Data ketoksikan mencadangkan bahawa lateks "keras" dengan kandungan stirena yang tinggi tidak kondusif untuk kemandirian cyanobacteria.Tidak seperti butil akrilat, stirena dianggap toksik kepada alga32,33.Strain Cyanobacteria bertindak balas agak berbeza kepada lateks, dan suhu peralihan kaca optimum (Tg) ditentukan untuk S. elongatus PCC 7942, manakala S. elongatus CCAP 1479/1A menunjukkan hubungan linear negatif dengan Tg.
Suhu pengeringan menjejaskan keupayaan untuk membentuk filem lateks seragam berterusan.Jika suhu pengeringan adalah di bawah Suhu Pembentukan Filem Minimum (MFFT), zarah lateks polimer tidak akan bergabung sepenuhnya, menyebabkan lekatan hanya pada antara muka zarah.Filem yang terhasil mempunyai lekatan yang lemah dan kekuatan mekanikal malah mungkin dalam bentuk serbuk29.MFFT berkait rapat dengan Tg, yang boleh dikawal oleh komposisi monomer dan penambahan coalescent seperti Texanol.Tg menentukan banyak sifat fizikal salutan yang terhasil, yang mungkin dalam keadaan bergetah atau berkaca34.Menurut persamaan Flory-Fox35, Tg bergantung kepada jenis monomer dan komposisi peratusan relatif.Penambahan coalescent boleh merendahkan MFFT dengan penindasan sekejap Tg zarah lateks, yang membolehkan pembentukan filem pada suhu yang lebih rendah, tetapi masih membentuk salutan yang keras dan kuat kerana coalescent perlahan-lahan menyejat dari semasa ke semasa atau telah diekstrak 36 .
Meningkatkan kepekatan Texanol menggalakkan pembentukan filem dengan melembutkan zarah polimer (mengurangkan Tg) disebabkan oleh penyerapan oleh zarah semasa pengeringan, dengan itu meningkatkan kekuatan filem kohesif dan lekatan sel.Oleh kerana biokomposit dikeringkan pada suhu ambien (~18–20°C), Tg (30 hingga 55°C) lateks "keras" adalah lebih tinggi daripada suhu pengeringan, bermakna gabungan zarah mungkin tidak optimum, mengakibatkan Filem B yang kekal vitreous, sifat mekanikal dan pelekat yang lemah, keanjalan terhad dan diffusivity30 akhirnya membawa kepada kehilangan sel yang lebih besar.Pembentukan filem daripada polimer "normal" dan "lembut" berlaku pada atau di bawah Tg filem polimer, dan pembentukan filem diperbaiki dengan gabungan yang lebih baik, menghasilkan filem polimer berterusan dengan sifat mekanikal, kohesif dan pelekat yang lebih baik.Filem yang terhasil akan kekal bergetah semasa eksperimen tangkapan CO2 kerana Tgnya hampir kepada ("campuran biasa": 12 hingga 20 ºC) atau jauh lebih rendah ("campuran lembut": -21 hingga -13 °C ) kepada suhu ambien 30 .Lateks "keras" (3.4 hingga 2.9 kgf mm–1) adalah tiga kali lebih keras daripada lateks "biasa" (1.0 hingga 0.9 kgf mm–1).Kekerasan lateks "lembut" tidak boleh diukur dengan kekerasan mikro kerana kegetah dan kelekitan yang berlebihan pada suhu bilik.Caj permukaan juga boleh menjejaskan pertalian lekatan, tetapi lebih banyak data diperlukan untuk memberikan maklumat yang bermakna.Walau bagaimanapun, semua lateks berkesan mengekalkan sel, melepaskan kurang daripada 1%.
Produktiviti fotosintesis berkurangan dari semasa ke semasa.Pendedahan kepada polistirena membawa kepada gangguan membran dan tekanan oksidatif38,39,40,41.Nilai Fv/Fm S. elongatus CCAP 1479/1A yang terdedah kepada 0S dan 4S hampir dua kali lebih tinggi berbanding kawalan penggantungan, yang selaras dengan kadar pengambilan CO2 biokomposit 4S, serta dengan nilai purata PS yang lebih rendah.nilai.Nilai Fv/Fm yang lebih tinggi menunjukkan bahawa pengangkutan elektron ke PSII mungkin menghantar lebih banyak foton42, yang mungkin menghasilkan kadar penetapan CO2 yang lebih tinggi.Walau bagaimanapun, perlu diingatkan bahawa data fotofisiologi diperoleh daripada sel yang digantung dalam larutan lateks akueus dan mungkin tidak semestinya setanding secara langsung dengan biokomposit matang.
Jika lateks mewujudkan penghalang kepada pertukaran cahaya dan/atau gas yang mengakibatkan sekatan cahaya dan CO2, ia boleh menyebabkan tekanan selular dan mengurangkan prestasi, dan jika ia menjejaskan pembebasan O2, fotorespirasi39.Penghantaran cahaya salutan yang diawet telah dinilai: lateks "keras" menunjukkan sedikit penurunan dalam penghantaran cahaya antara 440 dan 480 nm (diperbaiki sebahagiannya dengan meningkatkan kepekatan Texanol kerana gabungan filem yang lebih baik), manakala "lembut" dan "biasa". ” lateks menunjukkan sedikit penurunan dalam penghantaran cahaya.tidak menunjukkan kehilangan yang ketara.Ujian, serta semua inkubasi, dilakukan pada keamatan cahaya rendah (30.5 µmol m-2 s-1), jadi sebarang sinaran aktif fotosintesis akibat matriks polimer akan diberi pampasan dan mungkin berguna dalam mencegah perencatan foto.pada keamatan cahaya yang merosakkan.
Biokomposit CCAP 1479/1A berfungsi selama 84 hari ujian, tanpa perolehan nutrien atau kehilangan biojisim yang ketara, yang merupakan objektif utama kajian.Depigmentasi sel mungkin dikaitkan dengan proses klorosis sebagai tindak balas kepada kebuluran nitrogen untuk mencapai kelangsungan hidup jangka panjang (keadaan berehat), yang boleh membantu sel meneruskan pertumbuhan selepas pengumpulan nitrogen yang mencukupi telah dicapai.Imej SEM mengesahkan bahawa sel-sel kekal di dalam salutan walaupun pembahagian sel, menunjukkan keanjalan lateks "lembut" dan dengan itu menunjukkan kelebihan yang jelas berbanding versi eksperimen.Lateks “lembut” mengandungi kira-kira 70% butil akrilat (mengikut berat), yang jauh lebih tinggi daripada kepekatan yang dinyatakan untuk salutan fleksibel selepas pengeringan44.
Pengambilan bersih CO2 adalah jauh lebih tinggi daripada penggantungan kawalan (masing-masing 14-20 dan 3-8 kali lebih tinggi untuk S. elongatus CCAP 1479/1A dan PCC 7942).Sebelum ini, kami menggunakan model pemindahan jisim CO2 untuk menunjukkan bahawa pemacu utama pengambilan CO2 yang tinggi ialah kecerunan kepekatan CO2 yang tajam pada permukaan biokomposit31 dan prestasi biokomposit boleh dihadkan oleh rintangan kepada pemindahan jisim.Masalah ini boleh diatasi dengan memasukkan bahan bukan toksik, bukan pembentuk filem ke dalam lateks untuk meningkatkan keliangan dan kebolehtelapan salutan26, tetapi pengekalan sel mungkin terjejas kerana strategi ini pasti akan menghasilkan filem yang lebih lemah20.Komposisi kimia boleh diubah semasa pempolimeran untuk meningkatkan keliangan, yang merupakan pilihan terbaik, terutamanya dari segi pengeluaran perindustrian dan kebolehskalaan45.
Prestasi biokomposit baharu berbanding kajian terkini menggunakan biokomposit daripada mikroalga dan cyanobacteria menunjukkan kelebihan dalam melaraskan kadar pemuatan sel (Jadual 1)21,46 dan dengan masa analisis yang lebih lama (84 hari berbanding 15 jam46 dan 3 minggu21).
Kandungan isipadu karbohidrat dalam sel berbanding baik dengan kajian lain47,48,49,50 menggunakan cyanobacteria dan digunakan sebagai kriteria berpotensi untuk aplikasi penangkapan dan penggunaan/pemulihan karbon, seperti untuk proses penapaian BECCS49,51 atau untuk penghasilan biodegradasi. bioplastik52 .Sebagai sebahagian daripada rasional kajian ini, kami menganggap bahawa penanaman semula hutan, walaupun dianggap dalam konsep pelepasan negatif BECCS, bukanlah ubat penawar untuk perubahan iklim dan menggunakan bahagian yang membimbangkan daripada tanah pertanian dunia6.Sebagai percubaan pemikiran, dianggarkan antara 640 dan 950 GtCO2 perlu dikeluarkan dari atmosfera menjelang 2100 untuk mengehadkan kenaikan suhu global kepada 1.5°C53 (kira-kira 8 hingga 12 GtCO2 setahun).Mencapai ini dengan biokomposit berprestasi lebih baik (574.08 ± 30.19 t CO2 t-1 biojisim setiap tahun-1) akan memerlukan pengembangan volum daripada 5.5 × 1010 kepada 8.2 × 1010 m3 (dengan kecekapan fotosintesis yang setanding), mengandungi daripada 196 hingga 2.92 bilion liter polimer.Dengan mengandaikan bahawa 1 m3 biokomposit menduduki 1 m2 keluasan tanah, kawasan yang diperlukan untuk menyerap sasaran jumlah CO2 tahunan adalah antara 5.5 dan 8.17 juta hektar, yang bersamaan dengan 0.18-0.27% yang sesuai untuk kehidupan tanah di kawasan tropika, dan mengurangkan kawasan daratan.keperluan untuk BECCS sebanyak 98-99%.Perlu diingatkan bahawa nisbah tangkapan teori adalah berdasarkan penyerapan CO2 yang direkodkan dalam cahaya malap.Sebaik sahaja biokomposit terdedah kepada cahaya semula jadi yang lebih sengit, kadar pengambilan CO2 meningkat, seterusnya mengurangkan keperluan tanah dan melonjakkan skala lebih jauh ke arah konsep biokomposit.Walau bagaimanapun, pelaksanaan mesti berada di khatulistiwa untuk keamatan dan tempoh lampu latar yang berterusan.
Kesan global pembajaan CO2, iaitu peningkatan dalam produktiviti tumbuh-tumbuhan yang disebabkan oleh peningkatan ketersediaan CO2, telah menurun di kebanyakan kawasan tanah, mungkin disebabkan oleh perubahan dalam nutrien tanah utama (N dan P) dan sumber air7.Ini bermakna fotosintesis daratan mungkin tidak membawa kepada peningkatan dalam pengambilan CO2, walaupun kepekatan CO2 meningkat di udara.Dalam konteks ini, strategi mitigasi perubahan iklim berasaskan darat seperti BECCS lebih kecil kemungkinannya untuk berjaya.Jika fenomena global ini disahkan, biokomposit terinspirasi lichen kami boleh menjadi aset utama, mengubah mikrob fotosintesis akuatik sel tunggal menjadi "agen tanah."Kebanyakan tumbuhan daratan membetulkan CO2 melalui fotosintesis C3, manakala tumbuhan C4 lebih sesuai untuk habitat yang lebih panas, lebih kering dan lebih cekap pada tekanan separa CO254 yang lebih tinggi.Cyanobacteria menawarkan alternatif yang boleh mengimbangi ramalan membimbangkan tentang pengurangan pendedahan karbon dioksida dalam tumbuhan C3.Cyanobacteria telah mengatasi had fotorespiratori dengan membangunkan mekanisme pengayaan karbon yang cekap di mana tekanan separa CO2 yang lebih tinggi dibentangkan dan dikekalkan oleh ribulosa-1,5-bifosfat karboksilase/oksigenase (RuBisCo) dalam karboksisom sekeliling.Jika pengeluaran biokomposit sianobakteria boleh ditingkatkan, ini boleh menjadi senjata penting bagi manusia dalam memerangi perubahan iklim.
Biokomposit (mimik liken) menawarkan kelebihan yang jelas berbanding kultur penggantungan mikroalga dan cyanobacteria konvensional, memberikan kadar serapan CO2 yang lebih tinggi, meminimumkan risiko pencemaran dan menjanjikan penghindaran CO2 yang kompetitif.Kos mengurangkan penggunaan tanah, air dan nutrien dengan ketara56.Kajian ini menunjukkan kebolehlaksanaan untuk membangunkan dan mengeluarkan lateks biokompatibel berprestasi tinggi yang, apabila digabungkan dengan span loofah sebagai substrat calon, boleh memberikan penyerapan CO2 yang cekap dan berkesan selama berbulan-bulan pembedahan sambil mengekalkan kehilangan sel pada tahap minimum.Biokomposit secara teorinya boleh menangkap kira-kira 570 t CO2 t-1 biojisim setiap tahun dan mungkin terbukti lebih penting daripada strategi penanaman hutan BECCS dalam tindak balas kami terhadap perubahan iklim.Dengan pengoptimuman lanjut komposisi polimer, ujian pada keamatan cahaya yang lebih tinggi, dan digabungkan dengan kejuruteraan metabolik yang rumit, biogeoeengineers asli alam semula jadi boleh datang untuk menyelamatkan.
Polimer lateks akrilik disediakan menggunakan campuran monomer stirena, butil akrilat dan asid akrilik, dan pH diselaraskan kepada 7 dengan 0.1 M natrium hidroksida (jadual 2).Stirena dan butil akrilat membentuk sebahagian besar rantai polimer, manakala asid akrilik membantu mengekalkan zarah lateks dalam ampaian57.Sifat struktur lateks ditentukan oleh suhu peralihan kaca (Tg), yang dikawal dengan menukar nisbah stirena dan butil akrilat, yang masing-masing memberikan sifat “keras” dan “lembut”58.Polimer lateks akrilik biasa ialah 50:50 stirena:butil akrilat 30, jadi dalam kajian ini lateks dengan nisbah ini dirujuk sebagai lateks "biasa", dan lateks dengan kandungan stirena yang lebih tinggi dirujuk sebagai lateks dengan kandungan stirena yang lebih rendah. .dipanggil "lembut" sebagai "keras".
Emulsi primer disediakan menggunakan air suling (174 g), natrium bikarbonat (0.5 g) dan Rhodapex Ab/20 surfaktan (30.92 g) (Solway) untuk menstabilkan 30 titisan monomer.Menggunakan picagari kaca (Science Glass Engineering) dengan pam picagari, aliquot sekunder yang mengandungi stirena, butil akrilat dan asid akrilat yang disenaraikan dalam Jadual 2 telah ditambah titisan pada kadar 100 ml h-1 kepada emulsi primer selama 4 jam (Cole -Palmer, Mount Vernon, Illinois).Sediakan larutan pemula pempolimeran 59 menggunakan dH O dan ammonium persulfat (100 ml, 3% b/b).
Kacau larutan yang mengandungi dHO (206 g), natrium bikarbonat (1 g) dan Rhodapex Ab/20 (4.42 g) menggunakan pengacau atas (Heidolph Hei-TORQUE nilai 100) dengan kipas keluli tahan karat dan panaskan hingga 82°C dalam kapal berjaket air dalam tab mandi air panas VWR Scientific 1137P.Larutan monomer yang dikurangkan berat (28.21 g) dan pemula (20.60 g) telah ditambah titisan ke dalam bekas berjaket dan dikacau selama 20 minit.Campurkan larutan monomer (150 ml h-1) dan pemula (27 ml h-1) dengan kuat untuk mengekalkan zarah dalam ampaian sehingga ia dimasukkan ke dalam jaket air selama 5 jam menggunakan picagari 10 ml dan 100 ml masing-masing dalam bekas. .dilengkapkan dengan pam picagari.Kelajuan pengacau telah meningkat disebabkan oleh peningkatan dalam isipadu buburan untuk memastikan pengekalan buburan.Selepas menambah pemula dan emulsi, suhu tindak balas dinaikkan kepada 85°C, kacau rata pada 450 rpm selama 30 minit, kemudian disejukkan kepada 65°C.Selepas penyejukan, dua larutan anjakan ditambah kepada lateks: tert-butil hidroperoksida (t-BHP) (70% dalam air) (5 g, 14% mengikut berat) dan asid isoaskorbik (5 g, 10% mengikut berat)..Tambah t-BHP setitik demi setitik dan biarkan selama 20 minit.Asid erythorbic kemudiannya ditambah pada kadar 4 ml/j daripada picagari 10 ml menggunakan pam picagari.Larutan lateks kemudiannya disejukkan ke suhu bilik dan diselaraskan kepada pH 7 dengan 0.1M natrium hidroksida.
2,2,4-Trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate (Texanol) – pencampur biodegradasi ketoksikan rendah untuk cat lateks 37,60 – ditambah dengan picagari dan pam dalam tiga isipadu (0, 4, 12% v/v) sebagai agen penggabungan untuk campuran lateks untuk memudahkan pembentukan filem semasa pengeringan37.Peratusan pepejal lateks ditentukan dengan meletakkan 100 µl setiap polimer dalam penutup aluminium foil yang telah ditimbang dan dikeringkan dalam ketuhar pada suhu 100°C selama 24 jam.
Untuk penghantaran cahaya, setiap campuran lateks digunakan pada slaid mikroskop menggunakan kiub titisan keluli tahan karat yang ditentukur untuk menghasilkan filem 100 µm dan dikeringkan pada suhu 20°C selama 48 jam.Penghantaran cahaya (tertumpu pada sinaran aktif fotosintesis, λ 400-700 nm) diukur pada spektroradiometer SpectriLight ILT950 dengan sensor pada jarak 35 cm dari lampu pendarfluor 30 W (Sylvania Luxline Plus, n = 6) - di mana cahaya sumbernya ialah cyanobacteria dan organisma Bahan komposit dipelihara.Perisian SpectrILight III versi 3.5 digunakan untuk merekodkan pencahayaan dan penghantaran dalam julat λ 400–700 nm61.Semua sampel diletakkan di atas sensor, dan slaid kaca tidak bersalut digunakan sebagai kawalan.
Sampel lateks telah ditambah ke dalam bekas pembakar silikon dan dibiarkan kering selama 24 jam sebelum diuji untuk kekerasan.Letakkan sampel lateks kering pada penutup keluli di bawah mikroskop x10.Selepas memfokus, sampel telah dinilai pada penguji mikrohardness Buehler Micromet II.Sampel telah dikenakan daya 100 hingga 200 gram dan masa muat ditetapkan kepada 7 saat untuk mencipta lekuk berlian dalam sampel.Cetakan dianalisis menggunakan objektif mikroskop Bruker Alicona × 10 dengan perisian ukuran bentuk tambahan.Formula kekerasan Vickers (Persamaan 1) digunakan untuk mengira kekerasan setiap lateks, di mana HV ialah nombor Vickers, F ialah daya yang dikenakan, dan d ialah purata pepenjuru inden yang dikira daripada ketinggian dan lebar lateks.nilai inden.Lateks "lembut" tidak boleh diukur kerana lekatan dan regangan semasa ujian lekukan.
Untuk menentukan suhu peralihan kaca (Tg) komposisi lateks, sampel polimer dimasukkan ke dalam bekas gel silika, dikeringkan selama 24 jam, ditimbang hingga 0.005 g, dan diletakkan di dalam bekas sampel.Hidangan telah dihadkan dan diletakkan dalam colorimeter pengimbasan pembezaan (PerkinElmer DSC 8500, Intercooler II, perisian analisis data Pyris)62.Kaedah aliran haba digunakan untuk meletakkan cawan rujukan dan cawan sampel dalam ketuhar yang sama dengan kuar suhu terbina dalam untuk mengukur suhu.Sebanyak dua tanjakan digunakan untuk mencipta lengkung yang konsisten.Kaedah sampel dinaikkan berulang kali daripada -20°C kepada 180°C pada kadar 20°C seminit.Setiap titik mula dan tamat disimpan selama 1 minit untuk mengambil kira ketinggalan suhu.
Untuk menilai keupayaan biokomposit menyerap CO2, sampel telah disediakan dan diuji dengan cara yang sama seperti dalam kajian terdahulu kami31.Kain lap kering dan diautoklaf dipotong menjadi jalur lebih kurang 1×1×5 cm dan ditimbang.Sapukan 600 µl daripada dua salutan bio paling berkesan bagi setiap terikan cyanobacteria pada satu hujung setiap jalur loofah, meliputi kira-kira 1 × 1 × 3 cm, dan keringkan dalam gelap pada suhu 20°C selama 24 jam.Disebabkan oleh struktur makroporous loofah, beberapa formula telah terbuang, jadi kecekapan pemuatan sel tidak 100%.Untuk mengatasi masalah ini, berat penyediaan kering pada loofah ditentukan dan dinormalkan kepada penyediaan kering rujukan.Kawalan abiotik yang terdiri daripada loofah, lateks, dan medium nutrien steril disediakan dengan cara yang sama.
Untuk melakukan ujian pengambilan CO2 separuh kelompok, letakkan biokomposit (n = 3) dalam tiub kaca 50 ml supaya satu hujung biokomposit (tanpa salutan bio) bersentuhan dengan 5 ml medium pertumbuhan, membenarkan nutrien diangkut oleh tindakan kapilari..Botol itu dimeterai dengan gabus getah butil dengan diameter 20 mm dan dikelim dengan penutup aluminium keperakan.Setelah tertutup, suntik 45 ml 5% CO2/udara dengan jarum steril yang dilekatkan pada picagari kedap gas.Ketumpatan sel suspensi kawalan (n = 3) adalah bersamaan dengan beban sel biokomposit dalam medium nutrien.Ujian telah dijalankan pada 18 ± 2 °C dengan tempoh foto 16:8 dan tempoh foto 30.5 µmol m-2 s-1.Ruang kepala dikeluarkan setiap dua hari dengan picagari kedap gas dan dianalisis dengan meter CO2 dengan penyerapan inframerah GEOTech G100 untuk menentukan peratusan CO2 yang diserap.Tambahkan isipadu campuran gas CO2 yang sama.
% Pembaikan CO2 dikira seperti berikut: % Pembaikan CO2 = 5% (v/v) – tulis %CO2 (persamaan 2) di mana P = tekanan, V = isipadu, T = suhu, dan R = pemalar gas ideal.
Kadar pengambilan CO2 yang dilaporkan untuk penggantungan kawalan cyanobacteria dan biokomposit telah dinormalkan kepada kawalan bukan biologi.Unit fungsi g biojisim ialah jumlah biojisim kering yang tidak bergerak pada kain lap.Ia ditentukan dengan menimbang sampel loofah sebelum dan selepas penetapan sel.Mengira jisim beban sel (setara biojisim) dengan menimbang secara individu persediaan sebelum dan selepas pengeringan dan dengan mengira ketumpatan penyediaan sel (persamaan 3).Persediaan sel diandaikan homogen semasa penetapan.
Minitab 18 dan Microsoft Excel dengan tambahan RealStatistics digunakan untuk analisis statistik.Normaliti diuji menggunakan ujian Anderson-Darling, dan kesamaan varians diuji menggunakan ujian Levene.Data yang memenuhi andaian ini dianalisis menggunakan analisis varians dua hala (ANOVA) dengan ujian Tukey sebagai analisis post hoc.Data dua hala yang tidak memenuhi andaian normaliti dan varians yang sama dianalisis menggunakan ujian Shirer-Ray-Hara dan kemudian ujian Mann-Whitney U untuk menentukan kepentingan antara rawatan.Model campuran linear umum (GLM) digunakan untuk data bukan normal dengan tiga faktor, di mana data telah diubah menggunakan transformasi Johnson63.Korelasi momen produk Pearson telah dilakukan untuk menilai hubungan antara kepekatan Texanol, suhu peralihan kaca, dan ketoksikan lateks dan data lekatan.
Masa siaran: Jan-05-2023