Van de woestijn naar de verfpot

‘Levende’ verven

Biocoatings zijn een soort verf op waterbasis die levende bacteriën in lagen omsluiten. Naast het vastleggen van koolstof kunnen ze ook dienen als bioreactor of biosensor. De Green Living Paint bevat Chroococcidiopsis cubana, een bacterie die fotosynthese ondergaat om zuurstof te produceren en tegelijkertijd CO2 vastlegt. Deze soort komt meestal voor in de woestijn en heeft weinig water nodig om te overleven. De bacterie is geclassificeerd als ‘extremofiel’ en kan dus perfect in extreme omstandigheden overleven. "Met de toename van broeikasgassen, vooral CO2, in de atmosfeer en de bezorgdheid over watertekorten als gevolg van de stijgende temperaturen wereldwijd, hebben we innovatieve, milieuvriendelijke en duurzame materialen nodig”, geeft Dr. Suzie Hingley-Wilson, universitair hoofddocent Bacteriologie aan de Universiteit van Surrey, aan. “Mechanisch robuuste, gebruiksklare biocoatings, of 'levende verven', kunnen helpen om deze uitdagingen aan te gaan door het waterverbruik in de doorgaans waterintensieve, op bioreactoren gebaseerde processen te verminderen."

De fotosynthetische Chroococcidiopsis hebben een buitengewoon vermogen om te overleven in extreme omgevingen, bijvoorbeeld op Mars

Shutterstock - De fotosynthetische Chroococcidiopsis hebben een buitengewoon vermogen om te overleven in extreme omgevingen, bijvoorbeeld op Mars

Continue zuurstofmetingen

Om de geschiktheid van Chroococcidiopsis cubana als biocoating te onderzoeken, immobiliseerden de onderzoekers de bacterie in een biocoating van polymeerdeeltjes in water, die volledig gedroogd werd voordat ze opnieuw gehydrateerd werd. Ze stelden vast dat de bacteriën in de biocoating tot 0,4 g zuurstof per gram biomassa per dag produceerden en CO2 vastlegden. Continue zuurstofmetingen toonden geen tekenen van afnemende activiteit gedurende een maand. Onderzoekers voerden soortgelijke experimenten uit met de bacterie Synechocystis sp., een andere cyanobacterie die gewoonlijk in zoet water voorkomt. In tegenstelling tot zijn tegenhanger in de woestijn, was deze niet in staat om zuurstof te produceren in de biocoating.

Verf op Mars

"De fotosynthetische Chroococcidiopsis hebben een buitengewoon vermogen om te overleven in extreme omgevingen, zoals droogtes en na blootstelling aan hoge niveaus van UV-straling. Hierdoor zijn ze bijvoorbeeld potentiële kandidaten voor kolonisatie op Mars.” Ook in andere sectoren waar extreme (weers)omstandigheden opduiken, kan de verf een duurzame oplossing zijn.

Professor Joseph Keddie, hoogleraar materiefysica aan de School of Mathematics and Physics van de Universiteit van Surrey voegt daaraan toe: “We zien onze biocoatings bijdragen aan een duurzamere toekomst, wat perfect aansluit bij de visie van het Institute for Sustainability, waar zowel Dr. Hingley-Wilson als ik fellows zijn."