Theo SCMP, các nhà khoa học Trung Quốc đã thành công trong việc sử dụng vi khuẩn để làm sạch các chất ô nhiễm hữu cơ từ nước thải và trong quá trình đó tạo ra các hóa chất mới có giá trị cho ngành công nghiệp bán dẫn. Điều này được kỳ vọng sẽ mở đường cho việc sản xuất bền vững và thân thiện với môi trường các vật liệu bán dẫn có giá trị.
Nghiên cứu được dẫn dắt bởi Giáo sư Gao Xiang thuộc Viện Sinh học Tích hợp Thâm Quyến thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Giáo sư Lu Lu của Viện Công nghệ Cáp Nhĩ Tân ở Thâm Quyến và được công bố trên tạp chí Nature Sustainability vào tháng 9. trước.
Về lý thuyết, chất bán dẫn – nền tảng của ngành công nghệ cao, thường được sản xuất bằng phương pháp hóa học hoặc vật lý trong môi trường siêu sạch. Tuy nhiên, vật liệu dùng để chế tạo chất bán dẫn có thể được sản xuất từ vi khuẩn biến đổi gen trong nước thải và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm pin mặt trời, y học hay màn hình kỹ thuật. con số.
Tuy nhiên, thành phần đa dạng và phức tạp của nước thải công nghiệp đặt ra những thách thức khi sử dụng nó làm nguồn dinh dưỡng cho vi khuẩn. Hơn nữa, những hạn chế trong sản xuất khiến giá thành của loại vật liệu này cao gấp 100 lần giá vàng.
Vì vậy, để tìm ra phương pháp tốt hơn, các nhà nghiên cứu muốn chuyển đổi các chất ô nhiễm trong nước thải thành chất bán dẫn sinh học lai – những chất được tạo thành từ các thành phần sinh học và phi sinh học.
Trung Quốc đang nỗ lực tự chủ trong ngành chip bán dẫn khi cuộc chiến trong lĩnh vực này với Mỹ vẫn tiếp diễn (Ảnh: Asia Times)
Nhóm nghiên cứu đã chọn Vibrio natriegens – một loại vi sinh vật nước mặn – làm điểm khởi đầu. Ông Gao cho biết: “Đây là một trong những loại vi khuẩn công nghiệp phát triển nhanh nhất. Chúng có thể phát triển nhanh gấp đôi so với E coli thường được sử dụng.”
Theo giáo sư, Vibrio natriegens có thể phát triển mạnh ở môi trường có độ mặn cao và có khả năng chịu nước thải cao. Họ cũng có thể sử dụng hơn 200 vật liệu hữu cơ làm chất dinh dưỡng, bao gồm đường, rượu, axit amin và axit hữu cơ, khiến chúng trở thành ứng cử viên lý tưởng cho nghiên cứu này.
Nhóm nghiên cứu đã làm cho chủng vi khuẩn này hấp thụ trực tiếp sunfat từ môi trường và sinh ra khí H2S, sau đó kết hợp với các ion kim loại trong nước thải để tạo ra các hạt nano bán dẫn.
Phương pháp này được coi là linh hoạt và có thể áp dụng với nhiều ion kim loại khác nhau, thu được các hợp chất như cadmium sulfide, chì sulfide và thủy ngân sulfide.
Các hạt nano sau đó được cố định trên bề mặt vi khuẩn, tạo thành các hạt sinh học bán dẫn. Khi tiếp xúc với ánh sáng, vật liệu bán dẫn sẽ hấp thụ năng lượng mặt trời và chuyển hóa thành electron, cung cấp thêm năng lượng cho vi khuẩn.
Ông Gao cho biết thêm: “Sau một chu trình hoàn chỉnh, các chất sinh học trong nước thải có thể được thu gom thông qua quá trình lọc hoặc lắng để chiết xuất vật liệu bán dẫn”. Hệ thống lai sinh học này có thể là một phương pháp hiệu quả, tiết kiệm chi phí để sản xuất các hạt nano bán dẫn có giá trị cao”.
Ngoài ra, quá trình này còn có thể chuyển hóa các chất ô nhiễm hữu cơ thành 2,3-butanediol (BDO) – một loại hóa chất có giá trị được sử dụng rộng rãi trong mỹ phẩm, nông nghiệp và chăm sóc sức khỏe. Mạnh.
Link nguồn: https://cafef.vn/trung-quoc-bien-nuoc-thai-thanh-kho-bau-co-gia-tri-cao-nhieu-quoc-gia-rat-can-188231103085230624.chn
