Tankewol foar it besykjen fan Nature.com.Jo brûke in browserferzje mei beheinde CSS-stipe.Foar de bêste ûnderfining riede wy oan dat jo in bywurke browser brûke (of kompatibiliteitsmodus útskeakelje yn Internet Explorer).Derneist, om trochgeande stipe te garandearjen, litte wy de side sjen sûnder stilen en JavaScript.
Toant in karrousel fan trije dia's tagelyk.Brûk de knoppen Foarige en Folgjende om troch trije dia's tagelyk te bewegen, of brûk de sliderknoppen oan 'e ein om troch trije dia's tagelyk te bewegen.
Koalstofopfang en -opslach is essensjeel om de doelen fan 'e Parys-oerienkomst te berikken.Fotosynteze is de natuertechnology foar it fangen fan koalstof.Troch ynspiraasje te tekenjen fan korstmossen, ûntwikkelen wy in 3D cyanobaktearje fotosyntetyske biokomposite (dat wol sizze mimike korstmossen) mei in acryllatexpolymeer tapast op in loofah-spons.De taryf fan CO2-opname troch de biocomposite wie 1,57 ± 0,08 g CO2 g-1 fan biomassa d-1.De opname taryf is basearre op droege biomassa oan it begjin fan it eksperimint en omfettet CO2 brûkt om nije biomassa te groeien, lykas CO2 befette yn opslachferbiningen lykas koalhydraten.Dizze opnamesnelheden wiene 14-20 kear heger as slurrykontrôlemaatregels en koene mooglik opskaald wurde om 570 t CO2 t-1 biomassa per jier-1 te fangen, lykweardich oan 5,5-8,17 × 106 hektare lângebrûk, fuortheljen fan 8-12 GtCO2 CO2 per jier.Yn tsjinstelling, bosk bio-enerzjy mei koalstof capture en opslach is 0,4-1,2 × 109 ha.De biocomposite bleau funksjoneel foar 12 wiken sûnder ekstra fiedingsstoffen of wetter, wêrnei't it eksperimint beëinige waard.Binnen de mearsidige technologyske hâlding fan 'e minskheid om klimaatferoaring te bestriden, hawwe yngenieurde en optimalisearre cyanobakteriële biokompositen it potensjeel foar duorsume en skaalbere ynset om CO2-ferwidering te fergrutsjen, wylst it ferlies fan wetter, fiedingsstoffen en lângebrûk ferminderje.
Klimaatferoaring is in echte bedriging foar wrâldwide biodiversiteit, ekosysteemstabiliteit en minsken.Om de minste effekten te beheinen, binne koördinearre en grutskalige dekarburisaasjeprogramma's nedich, en fansels is ien of oare foarm fan direkte ferwidering fan broeikasgassen út 'e sfear nedich.Nettsjinsteande positive dekarbonisaasje fan elektrisiteitsopwekking2,3, binne d'r op it stuit gjin ekonomysk duorsume technologyske oplossingen om atmosfearyske koaldiokside (CO2)4 te ferminderjen, hoewol it opfangen fan rookgas foarútgong5.Yn stee fan skalberbere en praktyske technykoplossingen, moatte minsken har wende nei natuerlike yngenieurs foar koalstoffanging - fotosyntetyske organismen (fototrofyske organismen).Fotosynteze is de technology foar koalstofsekwestraasje fan 'e natuer, mar har fermogen om antropogene koalstofferriking op sinfolle tiidskalen te kearen is twifelich, enzymen binne net effisjint, en har fermogen om op passende skalen yn te setten is twifelich.In potinsjele avenue foar fototrofy is bebossing, dy't beammen snijt foar bio-enerzjy mei koalstoffanging en -opslach (BECCS) as in technology mei negative útstjit dy't kin helpe om netto CO21-útstjit te ferminderjen.Om it temperatuerdoel fan Parys oerienkomst fan 1,5 °C te berikken mei BECCS as haadmetoade soe lykwols 0,4 oant 1,2 × 109 ha nedich wêze, lykweardich oan 25-75% fan it hjoeddeistige globale akkerboulân6.Derneist makket de ûnwissichheid ferbûn mei de globale effekten fan CO2-befruchting de potensjele totale effisjinsje fan boskplantaazjes yn twifel7.As wy de temperatuerdoelen berikke wolle dy't troch de Parys-oerienkomst fêststeld binne, moatte 100 sekonden fan GtCO2 fan broeikasgassen (GGR) elk jier út 'e sfear helle wurde.De UK Department of Research and Innovation kundige koartlyn finansiering oan foar fiif GGR8-projekten, ynklusyf feanlânbehear, ferbettere rotswetter, beamplanting, biochar en perenniale gewaaksen om it BECCS-proses te fieden.De kosten foar it fuortheljen fan mear as 130 MtCO2 út 'e atmosfear yn 't jier binne 10-100 US$/tCO2, 0,2-8,1 MtCO2 yn't jier foar restauraasje fan feanlân, 52-480 US$/tCO2 en 12-27 MtCO2 yn't jier foar ferwaarming fan rotsen , 0,4-30 USD / jier.tCO2, 3,6 MtCO2/jr, 1% ferheging yn boskgebiet, 0,4-30 US$/tCO2, 6-41 MtCO2/jr, biochar, 140-270 US$/tCO2, 20 –70 Mt CO2 per jier foar permaninte gewaaksen BECCS9.
In kombinaasje fan dizze oanpak kin mooglik it doel fan 130 Mt CO2 per jier berikke, mar de kosten fan rotswetter en BECCS binne heech, en biochar, hoewol relatyf goedkeap en net-lângebrûk relatearre, fereasket feedstock foar it biocharproduksjeproses.biedt dizze ûntwikkeling en nûmer om oare GGR-technologyen yn te setten.
Ynstee fan oplossingen op lân te sykjen, sykje dan nei wetter, benammen iensellige fototrofen lykas mikroalgen en cyanobaktearjes10.Algen (ynklusyf cyanobaktearjes) fange likernôch 50% fan 'e wrâld syn koaldiokside, hoewol't se goed foar mar 1% fan 'e wrâld syn biomassa11.Cyanobaktearjes binne de orizjinele biogeo-yngenieurs fan 'e natuer, dy't de basis lizze foar respiratory metabolisme en de evolúsje fan multicellular libben troch soerstoflike fotosynteze12.It idee om cyanobaktearjes te brûken om koalstof te fangen is net nij, mar ynnovative metoaden fan fysike pleatsing iepenje nije horizonten foar dizze âlde organismen.
Iepen fivers en fotobioreaktors binne standertaktiva by it brûken fan mikroalgen en cyanobaktearjes foar yndustriële doelen.Dizze kultuersystemen brûke in suspensjekultuer wêryn sellen frij driuwe yn in groeimedium14;lykwols, fivers en photobioreactors hawwe in protte neidielen lykas min CO2 massa oerdracht, yntinsyf gebrûk fan lân en wetter, gefoelichheid foar biofouling, en hege bou en eksploitaasje kosten15,16.Biofilm-bioreaktors dy't gjin suspensiekultueren brûke, binne ekonomysker yn termen fan wetter en romte, mar binne yn gefaar fan fersmoargingskea, gefoelich foar losmeitsjen fan biofilm (en dus ferlies fan aktive biomassa), en binne like gefoelich foar biofouling17.
Nije oanpak binne nedich om it taryf fan CO2-opname te ferheegjen en de problemen oan te pakken dy't slurry- en biofilmreaktors beheine.Ien sa'n oanpak is fotosyntetyske biocomposites ynspirearre troch korstmossen.Korstmossen binne in kompleks fan skimmels en fotobionts (mikroalgen en/of cyanobaktearjes) dy't likernôch 12% fan it lângebiet fan 'e ierde beslaan18.De skimmels jouwe fysike stipe, beskerming en ferankering fan it fotobiotysk substraat, dy't op har beurt de skimmels foarsjen fan koalstof (as oerstallige fotosyntetyske produkten).De foarstelde biocomposite is in "lichen mimetic", wêryn in konsintrearre populaasje fan cyanobaktearjes wurdt immobilisearre yn 'e foarm fan in tinne biocoating op in drager substraat.Neist sellen befettet de biocoating in polymeermatrix dy't de fungus ferfange kin.Water-basearre polymere emulsjes as "latexes" wurde de foarkar om't se biokompatibel, duorsum, goedkeap, maklik te behanneljen en kommersjeel beskikber binne19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26.
De fixaasje fan sellen mei latekspolymeren wurdt sterk beynfloede troch de gearstalling fan 'e lateks en it proses fan filmfoarming.Emulsiepolymerisaasje is in heterogeen proses dat wurdt brûkt foar it produsearjen fan syntetyske rubber, adhesive coatings, sealants, betonadditieven, papier- en tekstylcoatings, en lateksferve27.It hat in oantal foardielen boppe oare polymerization metoaden, lykas hege reaksje taryf en monomer konverzje effisjinsje, likegoed as gemak fan produkt kontrôle27,28.De kar fan monomeren hinget ôf fan 'e winske eigenskippen fan' e resultearjende polymearfilm, en foar mingde monomersystemen (dus kopolymerisaasjes), kinne de eigenskippen fan 'e polymeer feroare wurde troch ferskate ferhâldingen fan monomeren te selektearjen dy't it resultearjende polymeermateriaal foarmje.Butylacrylaat en styreen binne ûnder de meast foarkommende acryllatexmonomeren en wurde hjir brûkt.Dêrnjonken wurde koalescearjende aginten (bgl. Texanol) faak brûkt om unifoarme filmfoarming te befoarderjen wêr't se de eigenskippen fan 'e polymeerlatex feroarje kinne om in sterke en "kontinueare" (koalescearjende) coating te meitsjen.Yn ús earste proof-of-concept-stúdzje waard in 3D biocomposite mei hege oerflak en hege porositeit makke mei in kommersjele lateksferve tapast op in loofah-spons.Nei lange en trochgeande manipulaasjes (acht wiken), liet de biokomposite beheinde mooglikheid sjen om cyanobaktearjes op 'e loofah-steiger te behâlden, om't selgroei de strukturele yntegriteit fan' e lateks ferswakke.Yn 'e hjoeddeistige stúdzje wiene wy fan doel in searje acryllatexpolymeren fan bekende skiekunde te ûntwikkeljen foar kontinu gebrûk yn applikaasjes foar koalstoffanging sûnder polymeredegradaasje op te offerjen.Dêrby hawwe wy de mooglikheid oantoand om korstmos-like polymearmatrix-eleminten te meitsjen dy't ferbettere biologyske prestaasjes leverje en signifikant ferhege meganyske elastisiteit yn ferliking mei bewiisde biokompositen.Fierdere optimisaasje sil de opname fan biokompositen foar koalstoffanging fersnelle, benammen as kombineare mei cyanobaktearjes metabolysk modifisearre om CO2-sekwestraasje te ferbetterjen.
Njoggen lateksen mei trije polymearformuleringen (H = "hurd", N = "normaal", S = "sêft") en trije soarten Texanol (0, 4, 12% v / v) waarden hifke foar toxiciteit en stammekorrelaasje.Adhesive.fan twa cyanobaktearjes.Latekstype beynfloede signifikant S. elongatus PCC 7942 (Shirer-Ray-Hare test, lateks: DF=2, H=23.157, P=<0.001) en CCAP 1479/1A (twa-way ANOVA, lateks: DF=2, F = 103.93, P = < 0.001) (Fig. 1a).De konsintraasje fan texanol hie gjin signifikante ynfloed op de groei fan S. elongatus PCC 7942, allinnich N-latex wie net-toxik (fig. 1a), en 0 N en 4 N hâlden groei fan respektivelik 26% en 35% (Mann- Whitney U, 0 N tsjin 4 N: W = 13,50, P = 0,245; 0 N tsjin kontrôle: W = 25,0, P = 0,061; 4 N tsjin kontrôle: W = 25,0, P = 0,061) en 12 N ûnderhâlden groei fergelykber oan biologyske kontrôle (Mann-Whitney University, 12 N vs. kontrôle: W = 17,0, P = 0,885).Foar S. elongatus CCAP 1479/1A wiene sawol lateksgemerming as texanolkonsintraasje wichtige faktoaren, en in signifikante ynteraksje waard waarnommen tusken de twa (twa-way ANOVA, latex: 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 en alle "sêfte" lateksen befoardere groei (fig. 1a).D'r is in oanstriid om groei te ferbetterjen mei ôfnimmende styreenkomposysje.
Toxicity en adhesion testen fan cyanobaktearjes (Synechococcus elongatus PCC 7942 en CCAP 1479/1A) oan lateksformuleringen, relaasje mei glêstransysjetemperatuer (Tg) en beslútmatrix basearre op toxisiteit en adhesiongegevens.(a) Toxiciteitstest waard útfierd mei help fan aparte plots fan persintaazje groei fan cyanobaktearjes normalisearre om suspensjekultueren te kontrolearjen.Behannelingen markearre mei * binne signifikant oars as kontrôles.(b) Cyanobacteria groei gegevens fersus Tg lateks (gemiddeld ± SD; n = 3).(c) It kumulatyf oantal cyanobaktearjes frijjûn út de biokomposite adhesion test.(d) Adhesion gegevens tsjin Tg fan de lateks (gemiddeld ± StDev; n = 3).e Beslútsmatrix basearre op toxiciteit en adhesion gegevens.De ferhâlding fan styreen oant butylacrylaat is 1:3 foar "hurde" (H) lateks, 1:1 foar "normaal" (N) en 3:1 foar "sêft" (S).De foarige nûmers yn 'e latekskoade oerienkomme mei de ynhâld fan Texanol.
Yn 'e measte gefallen fermindere sel libbensfetberens mei tanimmende texanolkonsintraasje, mar der wie gjin signifikante korrelaasje foar ien fan' e stammen (CCAP 1479 / 1A: DF = 25, r = -0.208, P = 0.299; PCC 7942: DF = 25, r = – 0.127, P = 0.527).Op fig.1b lit de relaasje sjen tusken selgroei en glêstransysjetemperatuer (Tg).D'r is in sterke negative korrelaasje tusken texanolkonsintraasje en Tg-wearden (H-latex: DF=7, r=-0.989, P=<0.001; N-latex: DF=7, r=-0.964, P=<0.001 ; S-latex: DF=7, r=-0.946, P=<0.001).De gegevens lieten sjen dat de optimale Tg foar groei fan S. elongatus PCC 7942 wie om 17 ° C (Figure 1b), wylst S. elongatus CCAP 1479/1A favorisearre Tg ûnder 0 ° C (Figure 1b).Allinnich S. elongatus CCAP 1479 / 1A hie in sterke negative korrelaasje tusken Tg en toxicity data (DF=25, r=-0.857, P=<0.001).
Alle lateksen hiene goede adhesion affiniteit, en gjinien fan harren frijlitten mear as 1% fan sellen nei 72 h (fig. 1c).Der wie gjin signifikant ferskil tusken de lateksen fan de twa stammen fan S. elongatus (PCC 7942: Scheirer-Ray-Hara test, Latex*Texanol, DF=4, H=0.903; P=0.924; CCAP 1479/1A: Scheirer- Ray test).– Haastest, latex*texanol, DF=4, H=3.277, P=0.513).As de konsintraasje fan Texanol ferheget, wurde mear sellen frijlitten (figuer 1c).ferlike mei S. elongatus PCC 7942 (DF=25, r=-0.660, P=<0.001) (figuer 1d).Fierder wie der gjin statistyske relaasje tusken Tg en sel adhesion fan 'e twa stammen (PCC 7942: DF = 25, r = 0.301, P = 0.127; CCAP 1479 / 1A: DF = 25, r = 0.287, P = 0.147).
Foar beide stammen wiene "hurde" latekspolymeren net effektyf.Yn tsjinstelling, 4N en 12N prestearre bêste tsjin S. elongatus PCC 7942, wylst 4S en 12S prestearre bêste tsjin CCAP 1479/1A (figuer 1e), hoewol't der dúdlik romte foar fierdere optimalisaasje fan de polymear matrix.Dizze polymeren binne brûkt yn semi-batch netto CO2 opname tests.
Photophysiology waard kontrolearre foar 7 dagen mei help fan sellen suspended yn in wetterige lateks gearstalling.Yn 't algemien ferminderje sawol de skynbere fotosynteze-rate (PS) as de maksimale PSII-kwantumopbringst (Fv / Fm) mei de tiid, mar dizze fermindering is unjildich en guon PS-datasets litte in bifasyske reaksje sjen, wat suggerearret op in parsjele antwurd, hoewol real-time herstel. koartere PS-aktiviteit (fig. 2a en 3b).De bifasyske Fv / Fm-antwurd wie minder útsprutsen (figueren 2b en 3b).
(a) Skynbere fotosynteze taryf (PS) en (b) maksimale PSII kwantum opbringst (Fv / Fm) fan Synechococcus elongatus PCC 7942 yn antwurd op lateksformuleringen yn ferliking mei kontrôle suspensjekultueren.De ferhâlding fan styreen oant butylacrylaat is 1:3 foar "hurde" (H) lateks, 1:1 foar "normaal" (N) en 3:1 foar "sêft" (S).De foarige nûmers yn 'e latekskoade oerienkomme mei de ynhâld fan Texanol.(gemiddelde ± standertdeviaasje; n = 3).
(a) Skynbere fotosynteze taryf (PS) en (b) maksimale PSII kwantum opbringst (Fv / Fm) fan Synechococcus elongatus CCAP 1479 / 1A yn antwurd op lateksformuleringen yn ferliking mei kontrôle suspensjekultueren.De ferhâlding fan styreen oant butylacrylaat is 1:3 foar "hurde" (H) lateks, 1:1 foar "normaal" (N) en 3:1 foar "sêft" (S).De foarige nûmers yn 'e latekskoade oerienkomme mei de ynhâld fan Texanol.(gemiddelde ± standertdeviaasje; n = 3).
Foar S. elongatus PCC 7942, lateks gearstalling en Texanol konsintraasje hat gjin ynfloed op PS oer tiid (GLM, Latex * Texanol * Tiid, DF = 28, F = 1,49, P = 0,07), hoewol't komposysje wie in wichtige faktor (GLM)., lateks*tiid, DF = 14, F = 3,14, P = <0,001) (Fig. 2a).D'r wie gjin signifikant effekt fan Texanol-konsintraasje oer de tiid (GLM, Texanol*time, DF=14, F=1.63, P=0.078).D'r wie in signifikante ynteraksje dy't Fv/Fm beynfloede (GLM, Latex*Texanol*Tiid, DF=28, F=4.54, P=<0.001).De ynteraksje tusken lateksformulering en Texanol-konsintraasje hie in signifikant effekt op Fv/Fm (GLM, Latex*Texanol, DF=4, F=180.42, P=<0.001).Elke parameter hat ek ynfloed op Fv / Fm oer de tiid (GLM, Latex * Tiid, DF = 14, F = 9,91, P = <0,001 en Texanol * Tiid, DF = 14, F = 10,71, P = < 0,001).Latex 12H behâlde de leechste gemiddelde PS- en Fv/Fm-wearden (Fig. 2b), wat oanjout dat dit polymeer toxiker is.
PS fan S. elongatus CCAP 1479/1A wie signifikant oars (GLM, lateks * Texanol * tiid, DF = 28, F = 2.75, P = <0.001), mei lateks komposysje ynstee fan Texanol konsintraasje (GLM, Latex * tiid, DF =14, F=6.38, P=<0.001, GLM, Texanol*tiid, DF=14, F=1.26, P=0.239)."Sêfte" polymeren 0S en 4S behâlden wat hegere nivo's fan PS-prestaasjes dan kontrôlesuspensjes (Mann-Whitney U, 0S tsjin kontrôles, W = 686.0, P = 0.044, 4S tsjin kontrôles, W = 713, P = 0.01) en ûnderhâlden in ferbettere Fv./ Fm (figuer 3a) toant effisjinter ferfier nei Photosystem II.Foar Fv / Fm-wearden fan CCAP 1479 / 1A-sellen wie d'r in signifikant lateksferskil oer de tiid (GLM, Latex * Texanol * Tiid, DF = 28, F = 6.00, P = <0.001) (figuer 3b).).
Op fig.4 toant de gemiddelde PS en Fv / Fm oer in perioade fan 7 dagen as funksje fan selgroei foar elke stam.S. elongatus PCC 7942 hie gjin dúdlik patroan (fig. 4a en b), lykwols, CCAP 1479/1A toande in parabolyske relaasje tusken PS (fig. 4c) en Fv / Fm (fig. 4d) wearden as de ferhâldingen fan styreen en butylacrylaat groeie mei feroaring.
Relaasje tusken groei en fotofysiology fan Synechococcus longum op latekspreparaten.(a) Toxicity data plot tsjin skynbere fotosyntetyske taryf (PS), (b) maksimale PSII quantum yield (Fv / Fm) fan PCC 7942. c Toxicity data ploted tsjin PS en d Fv / Fm CCAP 1479/1A.De ferhâlding fan styreen oant butylacrylaat is 1:3 foar "hurde" (H) lateks, 1:1 foar "normaal" (N) en 3:1 foar "sêft" (S).De foarige nûmers yn 'e latekskoade oerienkomme mei de ynhâld fan Texanol.(gemiddelde ± standertdeviaasje; n = 3).
De biocomposite PCC 7942 hie in beheind effekt op it fêsthâlden fan sellen mei signifikante sel-leaching yn 'e earste fjouwer wiken (figuer 5).Nei de earste faze fan CO2-opname begûn sellen fêst mei 12 N lateks CO2 frij te litten, en dit patroan bleau tusken dagen 4 en 14 (fig. 5b).Dizze gegevens binne yn oerienstimming mei observaasjes fan pigmentferkleuring.Net CO2-opname begon wer fan dei 18. Nettsjinsteande sel frijlitting (Fig. 5a), sammele de PCC 7942 12 N biocomposite noch mear CO2 as de kontrôle ophinging oer 28 dagen, al is in bytsje (Mann-Whitney U-test, W = 2275.5; P = 0,066).De taryf fan opname fan CO2 troch lateks 12 N en 4 N is 0,51 ± 0,34 en 1,18 ± 0,29 g CO2 g-1 fan biomassa d-1.Der wie in statistysk signifikant ferskil tusken behanneling en tiidnivo's (Chairer-Ray-Hare test, behanneling: DF=2, H=70.62, P=<0.001 tiid: DF=13, H=23.63, P=0.034), mar it wie net.der wie in signifikante relaasje tusken behanneling en tiid (Chairer-Ray-Har test, tiid * behanneling: DF=26, H=8.70, P=0.999).
Half-batch CO2-opnametests op Synechococcus elongatus PCC 7942 biocomposites mei 4N en 12N lateks.(a) Ofbyldings litte sel frijlitting en pigmentferkleuring sjen, lykas SEM-ôfbyldings fan 'e biokomposite foar en nei testen.Wite stippellinen jouwe de plakken fan selôfsetting op it biokomposite oan.(b) Kumulative netto CO2-opname oer in perioade fan fjouwer wiken."Normaal" (N) lateks hat in ferhâlding fan styreen oant butylacrylaat fan 1:1.De foarige nûmers yn 'e latekskoade oerienkomme mei de ynhâld fan Texanol.(gemiddelde ± standertdeviaasje; n = 3).
Selsbehâld waard signifikant ferbettere foar strain CCAP 1479 / 1A mei 4S en 12S, hoewol it pigment stadichoan feroare fan kleur oer de tiid (Fig. 6a).Biocomposite CCAP 1479/1A absorbearret CO2 foar in folsleine 84 dagen (12 wiken) sûnder ekstra fiedingssupplementen.SEM-analyze (Fig. 6a) befêstige de fisuele observaasje fan lytse sel-ôfdieling.Yn it earstoan waarden de sellen ynsletten yn in latekscoating dy't har yntegriteit behâlde nettsjinsteande selgroei.De CO2-uptake rate wie signifikant heger as de kontrôtgroep (Scheirer-Ray-Har test, behanneling: DF=2; H=240.59; P=<0.001, tiid: DF=42; H=112; P=<0.001) ( Fig. 6b).De 12S biocomposite berikte de heechste CO2-opname (1,57 ± 0,08 g CO2 g-1 biomassa per dei), wylst de 4S lateks 1,13 ± 0,41 g CO2 g-1 biomassa per dei wie, mar se ferskille net signifikant (Mann-Whitney U test, W = 1507.50; P = 0.07) en gjin signifikante ynteraksje tusken behanneling en tiid (Shirer-Rey-Hara test, tiid * behanneling: DF = 82; H = 10.37; P = 1.000).
Heal lot CO2 opname testen mei Synechococcus elongatus CCAP 1479/1A biocomposites mei 4N en 12N lateks.(a) Ofbyldings litte sel frijlitting en pigmentferkleuring sjen, lykas SEM-ôfbyldings fan 'e biokomposite foar en nei testen.Wite stippellinen jouwe de plakken fan selôfsetting op it biokomposite oan.(b) Kumulative netto CO2-opname oer de perioade fan tolve wiken."Sêft" (S) lateks hat in ferhâlding fan styreen oant butylacrylaat fan 1:1.De foarige nûmers yn 'e latekskoade oerienkomme mei de ynhâld fan Texanol.(gemiddelde ± standertdeviaasje; n = 3).
S. elongatus PCC 7942 (Shirer-Ray-Har test, tiid*behanneling: DF=4, H=3.243, P=0.518) of biocomposite S. elongatus CCAP 1479/1A (twa-ANOVA, tiid*behanneling: DF=8) , F = 1,79, P = 0,119) (Fig. S4).Biocomposite PCC 7942 hie de heechste koalhydraat ynhâld yn wike 2 (4 N = 59.4 ± 22.5 wt%, 12 N = 67.9 ± 3.3 wt%), wylst de kontrôle suspensie hie heechste koalhydraat ynhâld yn wike 4 doe (kontrôle = 59.6 ± 2.84% w/w).De totale koalhydraatynhâld fan 'e CCAP 1479 / 1A biocomposite wie te fergelykjen mei de kontrôle ophinging, útsein by it begjin fan' e proef, mei wat feroaringen yn 'e 12S latex yn wike 4. De heechste wearden foar it biocomposite wiene 51.9 ± 9.6 wt% foar 4S en 77,1 ± 17,0 wt% foar 12S.
Wy sette út om ûntwerpmooglikheden te demonstrearjen foar it ferbetterjen fan de strukturele yntegriteit fan latekspolymeercoatings fan tinne film as in wichtige komponint fan it konsept fan lichen mimic biocomposite sûnder biokompatibiliteit of prestaasjes op te offerjen.Yndied, as de strukturele útdagings ferbûn mei selgroei wurde oerwûn, ferwachtsje wy signifikante prestaasjesferbetteringen oer ús eksperimintele biokompositen, dy't al te fergelykber binne mei oare cyanobaktearjes en mikroalgen koalstoffangsystemen.
Coatings moatte net-fergiftich, duorsum wêze, sel adhesion op lange termyn stypje, en moatte poreus wêze om effisjinte CO2-massaferfier en O2-ûntgassing te befoarderjen.Lateks-type acrylpolymeren binne maklik te tarieden en wurde in protte brûkt yn 'e ferve-, tekstyl- en kleefstofyndustry30.Wy kombinearre cyanobaktearjes mei in wetter-basearre acryl lateks polymear emulsie polymerized mei in spesifike ferhâlding fan styreen / butyl acrylate dieltsjes en ferskate konsintraasjes fan Texanol.Styrene en butylacrylaat waarden keazen om de fysike eigenskippen te kontrolearjen, benammen de elastisiteit en koalesinsje-effisjinsje fan 'e coating (kritysk foar in sterke en tige adhesive coating), wêrtroch de synteze fan "hurde" en "sêfte" dieltsjeaggregaten mooglik is.Toxiciteitsgegevens suggerearje dat "hurde" lateks mei in hege styreenynhâld net befoarderlik is foar it fuortbestean fan cyanobaktearjes.Oars as butylacrylaat wurdt styreen beskôge as toskysk foar algen32,33.Cyanobacteria-stammen reagearren hiel oars op lateks, en de optimale glêstransysjetemperatuer (Tg) waard bepaald foar S. elongatus PCC 7942, wylst S. elongatus CCAP 1479/1A in negative lineêre relaasje mei Tg toande.
De droege temperatuer beynfloedet de mooglikheid om in trochgeande unifoarme lateksfilm te foarmjen.As de droegetemperatuer ûnder de minimale filmfoarmjende temperatuer (MFFT) is, sille de polymeerlatexdieltsjes net folslein gearwurkje, wat resulteart yn adhesion allinich by de dieltsje-ynterface.De resultearjende films hawwe minne adhesion en meganyske sterkte en kinne sels yn poederfoarm wêze29.MFFT is nau besibbe oan Tg, dat kin wurde kontrolearre troch monomer gearstalling en de tafoeging fan coalescents lykas Texanol.Tg bepaalt in protte fan 'e fysike eigenskippen fan de resultearjende coating, dat kin wêze yn in rubberen of glêzen steat34.Neffens de Flory-Fox-fergeliking35 hinget Tg ôf fan it type monomer en de relative persintaazje gearstalling.De tafoeging fan koalesint kin de MFFT ferleegje troch intermitterende ûnderdrukking fan 'e Tg fan' e lateksdieltsjes, dy't filmfoarming by legere temperatueren mooglik makket, mar dochs in hurde en sterke coating foarmet, om't de koalesint stadichoan ferdampt yn 'e rin fan' e tiid of is ekstrahearre 36 .
It fergrutsjen fan de konsintraasje fan Texanol befoarderet filmfoarming troch it verzachten fan de polymeerpartikels (ferminderjen fan Tg) fanwegen absorption troch de dieltsjes by it droegjen, wêrtroch de sterkte fan 'e gearhingjende film en sel adhesion fergruttet.Om't it biokomposite wurdt droech by omjouwingstemperatuer (~18-20 °C), is de Tg (30 oant 55 °C) fan 'e "hurde" lateks heger as de droegetemperatuer, wat betsjuttet dat dieltsjekoalesinsje miskien net optimaal is, wat resulteart yn B films dy't bliuwe vitreous, earme meganyske en adhesive eigenskippen, beheinde elasticiteit en diffusivity30 úteinlik liede ta grutter sel ferlies.Filmfoarming fan "normale" en "sêfte" polymers komt op of ûnder de Tg fan 'e polymearfilm, en filmfoarming wurdt ferbettere troch ferbettere koalesinsje, wat resulteart yn trochgeande polymearfilms mei ferbettere meganyske, gearhingjende en adhesive eigenskippen.De resultearjende film sil rubberich bliuwe tidens CO2-opfangeksperiminten, om't syn Tg tichtby is (“normaal” mingsel: 12 oant 20 ºC) of folle leger (“sêft” mingsel: -21 oant -13 °C ) oan omjouwingstemperatuer 30 ."Harde" lateks (3,4 oant 2,9 kgf mm–1) is trije kear hurder as "normale" lateks (1,0 oant 0,9 kgf mm–1).De hurdens fan "sêfte" lateksen kin net mjitten wurde troch mikrohardens fanwegen har oermjittige rubberens en kleverigens by keamertemperatuer.Oerflak lading kin ek beynfloedzje adhesion affiniteit, mar mear gegevens binne nedich foar in foarsjen sinfolle ynformaasje.Alle lateksen behâlden lykwols de sellen effektyf, wêrtroch't minder dan 1% frijlitten.
De produktiviteit fan fotosynteze nimt oer de tiid ôf.Bleatstelling oan polystyrene liedt ta membraansteuring en oksidative stress38,39,40,41.De Fv/Fm-wearden fan S. elongatus CCAP 1479/1A bleatsteld oan 0S en 4S wiene hast twa kear sa heech yn ferliking mei de suspensjekontrôle, dy't yn goed oerienstimming is mei de CO2-opnamesnelheid fan it 4S biocomposite, lykas mei legere gemiddelde PS wearden.wearden.Hegere Fv / Fm-wearden jouwe oan dat elektroanentransport nei PSII mear fotonen42 kin leverje, wat kin resultearje yn hegere CO2-fixaasjetariven.It moat lykwols wurde opmurken dat fotofysiologyske gegevens waarden krigen fan sellen ophongen yn wetterige lateksoplossingen en kinne net needsaaklik direkt fergelykber wêze mei folwoeksen biokompositen.
As lateks in barriêre makket foar ljocht- en/of gasútwikseling, wat resulteart yn ljocht- en CO2-beheining, kin it sellulêre stress feroarsaakje en prestaasjes ferminderje, en as it ynfloed hat op O2-release, fotorespiraasje39.De ljochttransmission fan 'e genêzende lagen waard evaluearre: "hurde" lateks liet in lichte fermindering sjen yn ljochttransmission tusken 440 en 480 nm (ferbettere foar in part troch it fergrutsjen fan de konsintraasje fan Texanol troch ferbettere filmkoalesinsje), wylst "sêft" en "regelmjittich" ” lateks toande in lichte ôfname yn ljochttransmission.toant gjin merkber ferlies fan ferlies.De assays, lykas alle ynkubaasjes, waarden útfierd by lege ljochtintensiteit (30.5 µmol m-2 s-1), sadat elke fotosyntetysk aktive strieling troch de polymearmatrix kompensearre wurde en kin sels nuttich wêze by it foarkommen fan fotoinhibysje.by skealike ljochtintensiteiten.
Biocomposite CCAP 1479 / 1A fungearre tidens de 84 dagen fan testen, sûnder fiedingsstoffenomset of signifikant ferlies fan biomassa, dat is in wichtich doel fan 'e stúdzje.Seldepigmentaasje kin assosjeare wurde mei in proses fan chlorose yn reaksje op stikstofhonger om langduorjende oerlibjen (rêstende steat) te berikken, wat kin helpe sellen wer te groeien neidat genôch stikstofakkumulaasje is berikt.De SEM-ôfbyldings befêstige dat de sellen yn 'e coating bleaunen nettsjinsteande seldieling, dy't de elastisiteit fan' e "sêfte" lateks demonstrearje en sadwaande in dúdlik foardiel sjen litte oer de eksperimintele ferzje."Sêft" lateks befettet likernôch 70% butyl acrylate (by gewicht), dat is folle heger as de oantsjutte konsintraasje foar in fleksibele coating nei drogen44.
De netto opname fan CO2 wie signifikant heger as dy fan 'e kontrôle ophinging (14-20 en 3-8 kear heger foar S. elongatus CCAP 1479 / 1A en PCC 7942, respektivelik).Earder brûkten wy in CO2-massaferfiermodel om sjen te litten dat de wichtichste bestjoerder fan hege CO2-opname in skerpe CO2-konsintraasjegradient is op it oerflak fan 'e biocomposite31 en dat biocomposite-prestaasjes kinne wurde beheind troch ferset tsjin massa-oerdracht.Dit probleem kin oerwûn wurde troch it opnimmen fan net-giftige, net-filmfoarmjende yngrediïnten yn 'e lateks om de porositeit en permeabiliteit fan' e coating te fergrutsjen26, mar selbehâld kin kompromitteare wurde, om't dizze strategy ûnûntkomber sil resultearje yn in swakkere film20.De gemyske gearstalling kin feroare wurde by polymerisaasje om porositeit te ferheegjen, wat de bêste opsje is, benammen yn termen fan yndustriële produksje en skalberens45.
De prestaasjes fan it nije biocomposite yn ferliking mei resinte stúdzjes mei help fan biocomposites út mikroalgen en cyanobaktearjes lieten foardielen sjen by it oanpassen fan de selladingsrate (Tabel 1)21,46 en mei langere analysetiden (84 dagen tsjin 15 oeren46 en 3 wiken21).
De volumetryske ynhâld fan koalhydraten yn sellen fergeliket geunstich mei oare stúdzjes47,48,49,50 mei help fan cyanobaktearjes en wurdt brûkt as in potinsjele kritearium foar koalstoffangst en gebrûk / werstelapplikaasjes, lykas foar BECCS fermentaasjeprosessen49,51 of foar de produksje fan biodegradable bioplastyk52.As ûnderdiel fan 'e reden foar dit ûndersyk, geane wy derfan út dat bebossing, sels beskôge yn it BECCS-konsept foar negative emissies, gjin panacee is foar klimaatferoaring en in alarmearjend diel fan' e akkerbou fan 'e wrâld konsumearret6.As gedachte-eksperimint waard rûsd dat tusken 640 en 950 GtCO2 foar 2100 út de atmosfear helle wurde moasten om de globale temperatuerstiging te beheinen ta 1,5°C53 (sawat 8 oant 12 GtCO2 per jier).Om dit te berikken mei in better prestearjend biokomposit (574,08 ± 30,19 t CO2 t-1 biomassa per jier-1) soe folume útwreiding fan 5,5 × 1010 nei 8,2 × 1010 m3 (mei fergelykbere fotosyntetyske effisjinsje) nedich wêze, mei fan 196 oant 2,92 miljard liter polymer.Oannommen dat 1 m3 biokompositen 1 m2 grûngebiet ynnimt, sil it gebiet dat nedich is om it doel jierlikse totale CO2 op te nimmen tusken 5,5 en 8,17 miljoen hektare wêze, wat lykweardich is oan 0,18-0,27% fan geskikt foar it libben fan 'e lannen yn' e tropen, en ferminderje it lân gebiet.need foar BECCS troch 98-99%.It moat opmurken wurde dat de teoretyske capture ratio is basearre op de CO2-absorption opnommen yn leech ljocht.Sadree't it biokomposyt bleatsteld wurdt oan mear yntinsyf natuerlik ljocht, nimt de taryf fan CO2-opname ta, wat de lâneasken fierder ferminderje en de skaal fierder nei it biokomposite-konsept tippe.De ymplemintaasje moat lykwols by de evener wêze foar konstante efterljochtintensiteit en -duur.
It globale effekt fan CO2-befruchting, dat wol sizze de tanimming fan fegetaasjeproduktiviteit feroarsake troch ferhege CO2-beskikberens, is op de measte grûngebieten ôfnommen, wierskynlik troch feroaringen yn wichtige fiedingsstoffen (N en P) en wetterboarnen7.Dit betsjut dat terrestryske fotosynteze net liede kin ta in tanimming fan CO2-opname, nettsjinsteande ferhege CO2-konsintraasjes yn 'e loft.Yn dit ferbân binne grûnbasearre strategyen foar mitigaasje fan klimaatferoaring lykas BECCS noch minder kâns om te slagjen.As dit wrâldwide ferskynsel wurdt befêstige, kin ús korstmos-ynspireare biokomposite in wichtige oanwinst wêze, dy't iensellige akwatyske fotosyntetyske mikroben transformeart yn "grûnaginten."De measte ierdske planten fixearje CO2 troch C3-fotosynteze, wylst C4-planten geunstich binne foar waarmere, droegere habitats en effisjinter binne by hegere CO254-dieldrukken.Cyanobaktearjes biede in alternatyf dat de alarmearjende foarsizzings fan fermindere koaldiokside-eksposysje yn C3-planten kin kompensearje.Cyanobaktearjes hawwe fotorespiratory beheiningen oerwûn troch it ûntwikkeljen fan in effisjint koalstofferrikingsmeganisme wêryn hegere partieldrukken fan CO2 wurde presintearre en ûnderhâlden troch ribulose-1,5-bisfosfaatcarboxylase / oxygenase (RuBisCo) binnen carboxysomes rûnom.As de produksje fan cyanobakteriële biokompositen ferhege wurde kin, kin dit in wichtich wapen wurde foar it minskdom yn 'e striid tsjin klimaatferoaring.
Biocomposites (lichen mimics) biede dúdlike foardielen boppe konvinsjonele mikro-algen en cyanobaktearje-suspensjekultueren, it leverjen fan hegere CO2-opnamesifers, minimalisearjen fan fersmoargingsrisiko's, en tasizzende konkurrearjende CO2-ferwidering.Kosten ferminderje it gebrûk fan lân, wetter en fiedingsstoffen flink56.Dizze stúdzje toant de helberens oan fan it ûntwikkeljen en produsearjen fan in hege prestaasjes biokompatibele lateks dy't, yn kombinaasje mei in loofah-spons as in kandidaatsubstraat, effisjinte en effektive CO2-opname kinne leverje oer moannen fan sjirurgy, wylst selferlies ta in minimum wurdt hâlden.Biokompositen kinne teoretysk sawat 570 t CO2 t-1 fan biomassa per jier fange en kinne wichtiger blike te wêzen as BECCS-beboskeringsstrategyen yn ús reaksje op klimaatferoaring.Mei fierdere optimalisaasje fan 'e polymeerkomposysje, testen by hegere ljochtintensiteiten, en kombinearre mei útwurke metabolike technyk, kinne de orizjinele biogeo-yngenieurs fan' e natuer wer ta de rêding komme.
Acryl lateks polymers waarden taret mei help fan in mingsel fan styreen monomers, butyl acrylate en acryl acid, en de pH waard oanpast oan 7 mei 0,1 M natrium hydroxide (tabel 2).Styreen en butylacrylaat foarmje it grutste part fan 'e polymeerketens, wylst acrylsûr helpt om de lateksdieltsjes yn suspensie te hâlden57.De strukturele eigenskippen fan lateks wurde bepaald troch de glêstransysjetemperatuer (Tg), dy't regele wurdt troch it feroarjen fan de ferhâlding fan styreen en butylacrylaat, dy't respektivelik "hurde" en "sêfte" eigenskippen leveret58.In typysk acryllatexpolymeer is 50:50 styreen:butylacrylaat 30, dus yn dizze stúdzje waard lateks mei dizze ferhâlding oantsjutten as "normale" lateks, en lateks mei in hegere styreenynhâld waard oantsjut as in lateks mei in legere styreenynhâld .neamd "sêft" as "hurd".
In primêre emulsie waard taret mei destillearre wetter (174 g), natriumbikarbonat (0,5 g) en Rhodapex Ab/20 surfaktant (30,92 g) (Solvay) om de 30 monomerdruppels te stabilisearjen.Mei in glêzen spuit (Science Glass Engineering) mei in spuitpomp, waard in sekundêre aliquot mei styreen, butylacrylaat en acrylsûr neamd yn Tabel 2 dripke mei in snelheid fan 100 ml h-1 tafoege oan de primêre emulsie oer 4 oeren (Cole -Palmer, Mount Vernon, Illinois).Meitsje in oplossing fan polymerisaasje-inisjator 59 mei dHO en ammoniumpersulfat (100 ml, 3% w / w).
Roer de oplossing mei dHO (206 g), natriumbikarbonaat (1 g) en Rhodapex Ab/20 (4,42 g) mei in overhead stirrer (Heidolph Hei-TORQUE wearde 100) mei in roestfrij stiel propeller en waarmje oant 82 ° C yn in wetter jacketed skip yn in VWR Scientific 1137P ferwaarme wetter bad.In oplossing fan fermindere gewicht fan monomer (28,21 g) en inisjatyfnimmer (20,60 g) waard drippe yn 'e mantel mei mantel tafoege en 20 minuten stirre.Mix krêftich de oerbleaune monomer (150 ml h-1) en inisjatyfnimmer (27 ml h-1) oplossings om de dieltsjes yn suspensie te hâlden oant se wurde tafoege oan it wetter jas oer 5 h mei help fan 10 ml spuiten en 100 ml respektivelik yn in kontener .foltôge mei in spuitpomp.De roersnelheid waard ferhege troch de ferheging fan slurryvolumint om slurrybehâld te garandearjen.Nei it tafoegjen fan de inisjatyfnimmer en de emulsie, waard de reaksjetemperatuer ferhege nei 85 ° C, goed rôp by 450 rpm foar 30 minuten, dan ôfkuolle oant 65 ° C.Nei ôfkuolling waarden twa ferpleatsingsoplossingen oan 'e lateks tafoege: tert-butylhydroperoxide (t-BHP) (70% yn wetter) (5 g, 14% troch gewicht) en isoascorbinezuur (5 g, 10% troch gewicht)..Foegje t-BHP drip foar drip ta en lit 20 minuten litte.Erythorbinezuur waard dêrnei tafoege mei in snelheid fan 4 ml / h út in 10 ml spuit mei in spuitpomp.De lateksoplossing waard dêrnei ôfkuolle ta keamertemperatuer en oanpast oan pH 7 mei 0,1M natriumhydroxide.
2,2,4-Trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate (Texanol) - lege toxisiteit biologysk ôfbrekbere koalesint foar lateksferve 37,60 - waard tafoege mei in spuit en pomp yn trije folumes (0, 4, 12% v/v) as coalescing agent foar lateks mingsel te fasilitearjen film formaasje tidens drogen37.It persintaazje lateks fêste stoffen waard bepaald troch it pleatsen fan 100 µl fan elk polymear yn pre-gewogen aluminiumfoliekappen en droegjen yn in oven by 100 ° C foar 24 oeren.
Foar ljochttransmission waard elk lateksgemik oanbrocht op in mikroskoopslide mei in roestfrij stiel dripkube kalibrearre om 100 µm films te produsearjen en 48 oeren by 20 ° C droege.Ljochttransmission (rjochte op fotosyntetysk aktive strieling, λ 400–700 nm) waard metten op in ILT950 SpectriLight spektroradiometer mei in sensor op in ôfstân fan 35 sm fan in 30 W fluorescent lamp (Sylvania Luxline Plus, n = 6) - wêr't it ljocht boarne wie cyanobaktearjes en organismen Composite materialen wurde bewarre bleaun.SpectrILight III software ferzje 3.5 waard brûkt om ferljochting en oerdracht op te nimmen yn it λ 400–700 nm61 berik.Alle samples waarden boppe op 'e sensor pleatst, en uncoated glêzen dia's waarden brûkt as kontrôles.
Lateksmonsters waarden tafoege oan in siliconen bakplaat en mochten 24 oeren droegje foardat se testen op hurdens.Plak it droege lateksmonster op in stielen pet ûnder in x10 mikroskoop.Nei it fokusjen waarden de samples evaluearre op in Buehler Micromet II mikrohardheidstester.De stekproef waard ûnderwurpen oan in krêft fan 100 oant 200 gram en de lading tiid waard ynsteld op 7 sekonden te meitsjen in diamanten dent yn 'e stekproef.De print waard analysearre mei in Bruker Alicona × 10 mikroskoopobjektyf mei ekstra foarmmjittingssoftware.De Vickers-hurdensformule (fergeliking 1) waard brûkt om de hurdens fan elke lateks te berekkenjen, wêrby't HV it Vickers-nûmer is, F is de tapaste krêft, en d is it gemiddelde fan 'e ynspringdiagonalen berekkene út' e hichte en breedte fan 'e lateks.ynspringe wearde."Sêfte" lateks kin net mjitten wurde fanwegen adhesion en stretch tidens de ynspringtest.
Om de glêstransysjetemperatuer (Tg) fan 'e latekskomposysje te bepalen, waarden polymearmonsters yn silikagelskealen pleatst, 24 oeren droech, weage oant 0,005 g en pleatst yn samplegerjochten.It skûtel waard ôfsletten en pleatst yn in differinsjaal skennen colorimeter (PerkinElmer DSC 8500, Intercooler II, Pyris data analyze software)62.De waarmtestreammetoade wurdt brûkt om referinsjebekers en samplebekers yn deselde oven te pleatsen mei in ynboude temperatuersonde om de temperatuer te mjitten.In totaal fan twa opritten waarden brûkt om in konsekwinte kromme te meitsjen.De monstermetoade waard meardere kearen ferhege fan -20 ° C nei 180 ° C mei in snelheid fan 20 ° C per minuut.Elk begjin- en einpunt wurdt opslein foar 1 minút om rekken te hâlden mei temperatuerlag.
Om it fermogen fan it biokomposite om CO2 op te nimmen te evaluearjen, waarden samples taret en testen op deselde manier as yn ús foarige stúdzje31.De droege en autoklave waskdoek waard snien yn strips fan likernôch 1 × 1 × 5 sm en woegen.Tapasse 600 µl fan 'e twa meast effektive biocoatings fan elke cyanobaktearje-stamme oan ien ein fan elke loofah-strip, dy't sawat 1 × 1 × 3 sm bedekt, en droegje yn it tsjuster by 20 ° C foar 24 oeren.Troch de makroporeuze struktuer fan 'e loofah waard guon fan' e formule fergriemd, sadat de effisjinsje fan sellen net 100% wie.Om dit probleem te oerwinnen, waard it gewicht fan 'e droege tarieding op' e loofah bepaald en normalisearre nei de referinsje droege tarieding.Abiotyske kontrôles besteande út loofah, lateks en sterile fiedingsmedium waarden op deselde manier taret.
Om in heale batch CO2-opnametest út te fieren, set it biokomposite (n = 3) yn in 50 ml glêzen buis sadat ien ein fan 'e biokomposite (sûnder de biocoating) yn kontakt is mei 5 ml groeimedium, wêrtroch't de fiedingsstof kin wurde ferfierd troch kapillêre aksje..De flesse is fersegele mei in butylrubberkork mei in diameter fan 20 mm en krimp mei in sulveren aluminium pet.Ienris fersegele, ynjeksje 45 ml fan 5% CO2 / loft mei in sterile needle ferbûn oan in gasdichte spuit.De sellichte fan 'e kontrôlesuspensje (n = 3) wie lykweardich oan' e sellading fan 'e biokomposite yn it fiedingsmedium.De tests waarden útfierd by 18 ± 2 °C mei in fotoperioade fan 16:8 en in fotoperioade fan 30,5 µmol m-2 s-1.Head romte waard fuortsmiten alle twa dagen mei in gas-tight syringe en analysearre mei in CO2 meter mei ynfraread absorption GEOTech G100 te bepalen it persintaazje fan CO2 absorbearre.Foegje in lykweardich folume fan CO2-gasgemik ta.
% CO2 Fix wurdt as folget berekkene: % CO2 Fix = 5% (v/v) - skriuw %CO2 (fergeliking 2) wêrby't P = druk, V = folume, T = temperatuer, en R = ideale gaskonstante.
Rapportearre CO2-opname tariven foar kontrôle suspensies fan cyanobaktearjes en biocomposites waarden normalisearre nei net-biologyske kontrôles.De funksjonele ienheid fan g biomassa is de hoemannichte droege biomassa ymmobilisearre op it waskdoek.It wurdt bepaald troch it weagjen fan loofah-monsters foar en nei selfixaasje.Berekkenjen fan sel load massa (biomassa ekwivalint) troch yndividueel weagje de tariedings foar en nei it droegjen en troch it berekkenjen fan de tichtens fan de sel tarieding (fergeliking 3).Selpreparaten wurde oannommen dat se homogeen binne by fixaasje.
Minitab 18 en Microsoft Excel mei de RealStatistics-add-in waarden brûkt foar statistyske analyze.Normaliteit waard hifke mei de Anderson-Darling test, en gelikensens fan fariaasjes waard hifke mei de Levene test.Gegevens dy't dizze oannames befredigje, waarden analysearre mei twa-wei analyse fan fariânsje (ANOVA) mei Tukey's test as post-hoc-analyse.Twa-wei gegevens dy't net foldogge oan de oannames fan normaliteit en gelikense fariânsje waarden analysearre mei de Shirer-Ray-Hara test en dan de Mann-Whitney U-test om betsjutting te bepalen tusken behannelingen.Generalisearre lineêre mingde (GLM) modellen waarden brûkt foar net-normale gegevens mei trije faktoaren, wêrby't de gegevens waarden transformearre mei de Johnson transform63.Momentkorrelaasjes fan Pearson-produkten waarden útfierd om de relaasje te evaluearjen tusken Texanol-konsintraasje, glêstransysjetemperatuer, en latekstoxiciteit en adhesiongegevens.
Post tiid: Jan-05-2023