សារធាតុជីវគីមីរស្មីសំយោគសកម្មត្រូវបានបង្កើតឡើងដើម្បីកែលម្អការប្រមូលផ្តុំកាបូនជីវសាស្រ្ត។

សូមអរគុណសម្រាប់ការទស្សនា Nature.com ។អ្នកកំពុងប្រើកំណែកម្មវិធីរុករកតាមអ៊ីនធឺណិតដែលមានការគាំទ្រ CSS មានកំណត់។សម្រាប់បទពិសោធន៍ដ៏ល្អបំផុត យើងសូមណែនាំឱ្យអ្នកប្រើកម្មវិធីរុករកតាមអ៊ីនធឺណិតដែលបានអាប់ដេត (ឬបិទមុខងារភាពឆបគ្នានៅក្នុង Internet Explorer)។លើសពីនេះទៀត ដើម្បីធានាបាននូវការគាំទ្រជាបន្តបន្ទាប់ យើងបង្ហាញគេហទំព័រដោយគ្មានរចនាប័ទ្ម និង JavaScript។
បង្ហាញរង្វង់នៃស្លាយបីក្នុងពេលតែមួយ។ប្រើប៊ូតុងមុន និងបន្ទាប់ ដើម្បីផ្លាស់ទីតាមស្លាយបីក្នុងពេលតែមួយ ឬប្រើប៊ូតុងគ្រាប់រំកិលនៅចុងបញ្ចប់ ដើម្បីផ្លាស់ទីតាមស្លាយបីក្នុងពេលតែមួយ។
ការចាប់យក និងការផ្ទុកកាបូនគឺចាំបាច់ដើម្បីសម្រេចបាននូវគោលដៅនៃកិច្ចព្រមព្រៀងទីក្រុងប៉ារីស។Photosynthesis គឺជាបច្ចេកវិទ្យាធម្មជាតិសម្រាប់ចាប់យកកាបូន។ដោយមានការបំផុសគំនិតពី lichens យើងបានបង្កើត 3D cyanobacteria photosynthetic biocomposite (ពោលគឺធ្វើត្រាប់តាម lichen) ដោយប្រើជ័រ acrylic polymer លាបលើអេប៉ុង loofah ។អត្រានៃការស្រូបយក CO2 ដោយ biocomposite គឺ 1.57 ± 0.08 ក្រាម CO2 g-1 នៃជីវម៉ាស d-1 ។អត្រានៃការស្រូបយកគឺផ្អែកលើជីវម៉ាស់ស្ងួតនៅដើមដំបូងនៃការពិសោធន៍ ហើយរួមបញ្ចូល CO2 ដែលប្រើសម្រាប់ការលូតលាស់ជីវម៉ាស់ថ្មី ក៏ដូចជា CO2 ដែលមាននៅក្នុងសមាសធាតុផ្ទុក ដូចជាកាបូអ៊ីដ្រាត។អត្រាស្រូបយកទាំងនេះគឺខ្ពស់ជាងវិធានការគ្រប់គ្រងដីល្បាប់ 14-20 ដង ហើយអាចពង្រីកសក្តានុពលដើម្បីចាប់យកជីវម៉ាស់ 570 t CO2 t-1 ក្នុងមួយឆ្នាំ 1 ស្មើនឹង 5.5-8.17 × 106 ហិកតានៃការប្រើប្រាស់ដី ដក 8-12 GtCO2 CO2 ក្នុងមួយឆ្នាំ។ផ្ទុយទៅវិញ ជីវថាមពលព្រៃឈើជាមួយនឹងការចាប់យកកាបូន និងការផ្ទុកគឺ 0.4–1.2 × 109 ហិកតា។biocomposite នៅតែដំណើរការអស់រយៈពេល 12 សប្តាហ៍ដោយគ្មានសារធាតុបន្ថែម ឬទឹក បន្ទាប់ពីការពិសោធន៍ត្រូវបានបញ្ចប់។នៅក្នុងជំហរបច្ចេកវិជ្ជាពហុមុខរបស់មនុស្សជាតិក្នុងការប្រយុទ្ធប្រឆាំងនឹងការប្រែប្រួលអាកាសធាតុ សារធាតុជីវគីមី cyanobacterial biocomposites ដែលត្រូវបានវិស្វកម្ម និងធ្វើឱ្យប្រសើរមានសក្តានុពលសម្រាប់ការដាក់ពង្រាយប្រកបដោយនិរន្តរភាព និងអាចធ្វើមាត្រដ្ឋានបាន ដើម្បីបង្កើនការដកយក CO2 ចេញ ខណៈពេលដែលកាត់បន្ថយការបាត់បង់ទឹក សារធាតុចិញ្ចឹម និងការប្រើប្រាស់ដី។
បម្រែបម្រួលអាកាសធាតុគឺជាការគំរាមកំហែងយ៉ាងពិតប្រាកដចំពោះជីវចម្រុះសកល ស្ថិរភាពប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ី និងមនុស្ស។ដើម្បីកាត់បន្ថយផលប៉ះពាល់ដ៏អាក្រក់បំផុតរបស់វា កម្មវិធី decarburization ដែលសម្របសម្រួល និងទ្រង់ទ្រាយធំគឺចាំបាច់ ហើយជាការពិតណាស់ ទម្រង់មួយចំនួននៃការដកឧស្ម័នផ្ទះកញ្ចក់ដោយផ្ទាល់ចេញពីបរិយាកាសគឺត្រូវបានទាមទារ។ទោះបីជាមានការបំបែកជាវិជ្ជមាននៃការបង្កើតអគ្គិសនី 2,3 ក៏ដោយ ក៏បច្ចុប្បន្ននេះមិនមានដំណោះស្រាយបច្ចេកវិទ្យាប្រកបដោយនិរន្តរភាពខាងសេដ្ឋកិច្ចដើម្បីកាត់បន្ថយកាបូនឌីអុកស៊ីតបរិយាកាស (CO2)4 ទេ បើទោះបីជាការចាប់យកឧស្ម័ន flue កំពុងរីកចម្រើន5។ជំនួសឱ្យដំណោះស្រាយវិស្វកម្មដែលអាចធ្វើមាត្រដ្ឋានបាន និងជាក់ស្តែង មនុស្សគួរតែងាកទៅរកវិស្វករធម្មជាតិសម្រាប់ការចាប់យកកាបូន - សារពាង្គកាយរស្មីសំយោគ (សារពាង្គកាយphototrophic)។Photosynthesis គឺជាបច្ចេកវិជ្ជាចម្រាញ់កាបូនរបស់ធម្មជាតិ ប៉ុន្តែសមត្ថភាពរបស់វាក្នុងការបង្វែរការបង្កើនកាបូន anthropogenic នៅលើមាត្រដ្ឋានពេលវេលាដ៏មានអត្ថន័យគឺអាចចោទសួរបាន អង់ស៊ីមមិនមានប្រសិទ្ធភាព ហើយសមត្ថភាពរបស់វាក្នុងការដាក់ពង្រាយតាមមាត្រដ្ឋានសមស្របគឺជាចម្ងល់។ផ្លូវដ៏មានសក្តានុពលមួយសម្រាប់ការថតរូបគឺការដាំដើមឈើ ដែលកាត់ដើមឈើសម្រាប់ជីវថាមពលជាមួយនឹងការចាប់យក និងស្តុកកាបូន (BECCS) ជាបច្ចេកវិទ្យាបំភាយអវិជ្ជមានដែលអាចជួយកាត់បន្ថយការបំភាយឧស្ម័ន CO21 សុទ្ធ។ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ដើម្បីសម្រេចបាននូវគោលដៅសីតុណ្ហភាពនៃកិច្ចព្រមព្រៀងទីក្រុងប៉ារីស 1.5°C ដោយប្រើ BECCS ជាវិធីសាស្រ្តចម្បងនឹងត្រូវការ 0.4 ទៅ 1.2 × 109 ហិចតា ស្មើនឹង 25-75% នៃផ្ទៃដីបង្កបង្កើនផលពិភពលោកបច្ចុប្បន្ន 6.លើសពីនេះ ភាពមិនច្បាស់លាស់ដែលទាក់ទងនឹងផលប៉ះពាល់ជាសកលនៃការបង្កកំណើត CO2 ចោទជាសំណួរអំពីប្រសិទ្ធភាពរួមនៃចម្ការព្រៃឈើ 7.ប្រសិនបើយើងចង់ទៅដល់គោលដៅសីតុណ្ហភាពដែលកំណត់ដោយកិច្ចព្រមព្រៀងទីក្រុងប៉ារីសនោះ 100 វិនាទីនៃឧស្ម័នផ្ទះកញ្ចក់ GtCO2 (GGR) ត្រូវតែដកចេញពីបរិយាកាសជារៀងរាល់ឆ្នាំ។នាយកដ្ឋានស្រាវជ្រាវ និងនវានុវត្តន៍របស់ចក្រភពអង់គ្លេស ថ្មីៗនេះបានប្រកាសផ្តល់មូលនិធិសម្រាប់គម្រោង GGR8 ចំនួនប្រាំ រួមទាំងការគ្រប់គ្រងដី peatland, ធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវអាកាសធាតុថ្ម, ការដាំដើមឈើ, biochar និងដំណាំដែលមានអាយុច្រើនឆ្នាំដើម្បីចិញ្ចឹមដំណើរការ BECCS ។ការចំណាយលើការយកចេញច្រើនជាង 130 MtCO2 ពីបរិយាកាសក្នុងមួយឆ្នាំគឺ 10-100 US$/tCO2, 0.2-8.1 MtCO2 ក្នុងមួយឆ្នាំសម្រាប់ការស្ដារឡើងវិញនូវ peatland, 52-480 US$/tCO2 និង 12-27 MtCO2 ក្នុងមួយឆ្នាំសម្រាប់អាកាសធាតុនៃថ្ម។ , 0.4-30 ដុល្លារ / ឆ្នាំ។tCO2, 3.6 MtCO2/yr, ការកើនឡើង 1% នៅក្នុងតំបន់ព្រៃឈើ, 0.4-30 US$/tCO2, 6-41 MtCO2/yr, biochar, 140-270 US$/tCO2, 20-70 Mt CO2 ក្នុងមួយឆ្នាំសម្រាប់ដំណាំអចិន្រ្តៃយ៍ដោយប្រើប្រាស់ BECCS9.
ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃវិធីសាស្រ្តទាំងនេះអាចមានសក្តានុពលឈានដល់ 130 Mt CO2 ក្នុងមួយឆ្នាំ ប៉ុន្តែការចំណាយលើអាកាសធាតុថ្ម និង BECCS គឺខ្ពស់ ហើយ biochar ទោះបីជាមានតម្លៃថោក និងមិនមែនទាក់ទងនឹងការប្រើប្រាស់ដីក៏ដោយ ទាមទារការស្តុកទុកសម្រាប់ដំណើរការផលិត biochar ។ផ្តល់នូវការអភិវឌ្ឍន៍ និងចំនួននេះ ដើម្បីដាក់ឱ្យប្រើប្រាស់បច្ចេកវិទ្យា GGR ផ្សេងទៀត។
ជំនួសឱ្យការស្វែងរកដំណោះស្រាយនៅលើដី ចូរស្វែងរកទឹក ជាពិសេសសារធាតុ phototrophs កោសិកាតែមួយដូចជា microalgae និង cyanobacteria10។សារាយ (រួមទាំង cyanobacteria) ចាប់យកប្រហែល 50% នៃកាបូនឌីអុកស៊ីតរបស់ពិភពលោក ទោះបីជាពួកវាមានត្រឹមតែ 1% នៃជីវម៉ាសរបស់ពិភពលោកក៏ដោយ។Cyanobacteria គឺជា biogeoengineers ដើមរបស់ធម្មជាតិ ដែលដាក់មូលដ្ឋានគ្រឹះសម្រាប់ការរំលាយអាហារផ្លូវដង្ហើម និងការវិវត្តន៍នៃជីវិតពហុកោសិកាតាមរយៈការធ្វើរស្មីសំយោគអុកស៊ីហ្សែន ១២.គំនិតនៃការប្រើប្រាស់សារធាតុ cyanobacteria ដើម្បីចាប់យកកាបូនមិនមែនជារឿងថ្មីទេ ប៉ុន្តែវិធីសាស្រ្តប្រកបដោយភាពច្នៃប្រឌិតនៃការដាក់រាងកាយបើកការយល់ដឹងថ្មីសម្រាប់សារពាង្គកាយបុរាណទាំងនេះ។
ស្រះចំហរ និង photobioreactors គឺជាទ្រព្យសម្បត្តិលំនាំដើមនៅពេលប្រើ microalgae និង cyanobacteria សម្រាប់គោលបំណងឧស្សាហកម្ម។ប្រព័ន្ធវប្បធម៌ទាំងនេះប្រើវប្បធម៌ព្យួរដែលកោសិកាអណ្តែតដោយសេរីនៅក្នុងមជ្ឈដ្ឋានលូតលាស់14;ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ស្រះ និងជីវប្រតិកម្មគីមីមានគុណវិបត្តិជាច្រើន ដូចជាការផ្ទេរម៉ាស់ CO2 មិនល្អ ការប្រើប្រាស់ដី និងទឹកដែលពឹងផ្អែកខ្លាំង ភាពងាយនឹងបញ្ចេញសារធាតុពុល និងការចំណាយលើការសាងសង់ និងប្រតិបត្តិការខ្ពស់ 15,16 ។Biofilm bioreactors ដែលមិនប្រើវប្បធម៌ suspension គឺសន្សំសំចៃជាងក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃទឹក និងអវកាស ប៉ុន្តែមានហានិភ័យនៃការខូចខាត desiccation ងាយនឹង biofilm detachment (ហើយដូច្នេះបាត់បង់ជីវម៉ាសសកម្ម) ហើយងាយនឹង biofouling17 ដូចគ្នា។
វិធីសាស្រ្តថ្មីគឺត្រូវការជាចាំបាច់ដើម្បីបង្កើនអត្រានៃការស្រូបយកឧស្ម័ន CO2 និងដោះស្រាយបញ្ហាដែលកំណត់កំហិតសារធាតុរអិល និងរ៉េអាក់ទ័រជីវហ្វីល។វិធីសាស្រ្តមួយបែបនោះគឺ ជីវចម្រុះរស្មីសំយោគដែលត្រូវបានបំផុសគំនិតដោយ lichens ។Lichens គឺជាស្មុគ្រស្មាញនៃផ្សិត និង photobionts (microalgae និង/ឬ cyanobacteria) ដែលគ្របដណ្តប់ប្រហែល 12% នៃផ្ទៃដីរបស់ផែនដី18.ផ្សិតផ្តល់នូវការគាំទ្រផ្នែករាងកាយ ការការពារ និងការបោះយុថ្កានៃស្រទាប់ខាងក្រោម photobiotic ដែលនៅក្នុងវេនផ្តល់នូវផ្សិតជាមួយនឹងកាបូន (ជាផលិតផលរស្មីសំយោគលើស) ។biocomposite ដែលត្រូវបានស្នើឡើងគឺជា "lichen mimetic" ដែលក្នុងនោះចំនួនប្រជាជនប្រមូលផ្តុំនៃ cyanobacteria ត្រូវបាន immobilized ក្នុងទម្រង់ជា biocoating ស្តើងនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូន។បន្ថែមពីលើកោសិកា biocoating មានម៉ាទ្រីសវត្ថុធាតុ polymer ដែលអាចជំនួសផ្សិតបាន។សារធាតុ emulsion ប៉ូលីមែរដែលមានមូលដ្ឋានលើទឹក ឬ "ជ័រ" ត្រូវបានគេពេញចិត្ត ព្រោះវាមានភាពឆបគ្នានឹងជីវសាស្រ្ត ប្រើប្រាស់បានយូរ មានតំលៃថោក ងាយស្រួលក្នុងការគ្រប់គ្រង និងមានលក់ក្នុងពាណិជ្ជកម្ម19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26។
ការជួសជុលកោសិកាជាមួយនឹងសារធាតុប៉ូលីមែរជ័រត្រូវបានជះឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងដោយសមាសភាពនៃជ័រ និងដំណើរការនៃការបង្កើតខ្សែភាពយន្ត។វត្ថុធាតុ polymerization នៃសារធាតុ emulsion គឺជាដំណើរការខុសប្រក្រតីដែលប្រើសម្រាប់ផលិតកៅស៊ូសំយោគ ថ្នាំកូត adhesive សារធាតុផ្សាភ្ជាប់ សារធាតុបន្ថែមបេតុង ក្រដាស និងវាយនភ័ណ្ឌ និងថ្នាំលាបជ័រ 27 ។វាមានគុណសម្បត្តិមួយចំនួនលើវិធីសាស្ត្រ polymerization ផ្សេងទៀត ដូចជាអត្រាប្រតិកម្មខ្ពស់ និងប្រសិទ្ធភាពនៃការបំប្លែង monomer ក៏ដូចជាភាពងាយស្រួលនៃការគ្រប់គ្រងផលិតផល27,28។ជម្រើសនៃ monomers អាស្រ័យលើលក្ខណៈសម្បត្តិដែលចង់បាននៃខ្សែភាពយន្តវត្ថុធាតុ polymer លទ្ធផល ហើយសម្រាប់ប្រព័ន្ធ monomer ចម្រុះ (ឧទាហរណ៍ copolymerizations) លក្ខណៈសម្បត្តិរបស់វត្ថុធាតុ polymer អាចត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរដោយជ្រើសរើសសមាមាត្រផ្សេងគ្នានៃ monomers ដែលបង្កើតជាលទ្ធផលវត្ថុធាតុ polymer ។Butyl acrylate និង styrene គឺ​ស្ថិត​ក្នុង​ចំណោម​ម៉ូណូម័រ​ជ័រ acrylic ធម្មតា​បំផុត ហើយ​ត្រូវ​បាន​ប្រើ​នៅ​ទីនេះ។លើសពីនេះទៀត ភ្នាក់ងារ coalescing (ឧ. Texanol) ត្រូវបានគេប្រើជាញឹកញាប់ដើម្បីលើកកម្ពស់ការបង្កើតខ្សែភាពយន្តឯកសណ្ឋាន ដែលពួកគេអាចផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈសម្បត្តិនៃជ័រ polymer ដើម្បីបង្កើតជាថ្នាំកូតដ៏រឹងមាំ និង "បន្ត" (coalescing) ។នៅក្នុងការសិក្សាភស្តុតាងនៃគំនិតដំបូងរបស់យើង ផ្ទៃខ្ពស់ ជីវចម្រុះ 3D porosity ខ្ពស់ត្រូវបានប្រឌិតដោយប្រើថ្នាំលាបជ័រពាណិជ្ជកម្មដែលលាបលើអេប៉ុង loofah ។បន្ទាប់ពីឧបាយកលយ៉ាងយូរ និងបន្តបន្ទាប់គ្នា (ប្រាំបីសប្តាហ៍) សារធាតុ biocomposite បានបង្ហាញពីសមត្ថភាពមានកម្រិតក្នុងការរក្សាទុក cyanobacteria នៅលើរន្ទារនៃ loofah ពីព្រោះការលូតលាស់កោសិកាបានចុះខ្សោយនូវភាពរឹងមាំនៃរចនាសម្ព័ន្ធនៃជ័រ។នៅក្នុងការសិក្សាបច្ចុប្បន្ន យើងមានគោលបំណងអភិវឌ្ឍស៊េរីនៃសារធាតុប៉ូលីម៊ែរជ័រអាគ្រីលីកនៃគីមីសាស្ត្រដែលគេស្គាល់សម្រាប់ការប្រើប្រាស់ជាបន្តបន្ទាប់នៅក្នុងកម្មវិធីចាប់យកកាបូនដោយមិនលះបង់ការរិចរិលវត្ថុធាតុ polymer ។ក្នុងការធ្វើដូច្នេះ យើងបានបង្ហាញពីសមត្ថភាពក្នុងការបង្កើតធាតុម៉ាទ្រីសវត្ថុធាតុ polymer ដូច lichen ដែលផ្តល់នូវដំណើរការជីវសាស្រ្តប្រសើរឡើង និងបង្កើនភាពយឺតនៃមេកានិចបើប្រៀបធៀបទៅនឹង biocomposites ដែលបានបញ្ជាក់។ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពបន្ថែមទៀតនឹងពន្លឿនការស្រូបយកសារធាតុ biocomposites សម្រាប់ការចាប់យកកាបូន ជាពិសេសនៅពេលដែលរួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយ cyanobacteria ដែលត្រូវបានកែប្រែដោយមេតាបូលីសដើម្បីបង្កើនការប្រមូលផ្តុំឧស្ម័ន CO2 ។
ជ័រកៅស៊ូចំនួនប្រាំបួនដែលមានទម្រង់វត្ថុធាតុ polymer បី (H = “រឹង”, N = “ធម្មតា”, S = “ទន់”) និងបីប្រភេទនៃ Texanol (0, 4, 12% v/v) ត្រូវបានធ្វើតេស្តសម្រាប់ការពុល និងទំនាក់ទំនងនៃសំពាធ។សារធាតុស្អិត។ពី cyanobacteria ពីរ។ប្រភេទជ័របានជះឥទ្ធិពលយ៉ាងខ្លាំងទៅលើ S. elongatus PCC 7942 (ការធ្វើតេស្ត Shirer-Ray-Hare, latex: DF=2, H=23.157, P=<0.001) និង CCAP 1479/1A (ពីរផ្លូវ ANOVA, latex: DF=2, F = 103.93, P = < 0.001) (រូបទី 1 ក) ។កំហាប់នៃ texanol មិនប៉ះពាល់ដល់ការលូតលាស់របស់ S. elongatus PCC 7942 ទេ មានតែ N-latex ប៉ុណ្ណោះដែលមិនពុល (រូបភាព 1a) ហើយ 0 N និង 4 N រក្សាបាននូវកំណើន 26% និង 35% រៀងគ្នា (Mann- Whitney U, 0 N ទល់នឹង 4 N: W = 13.50, P = 0.245; 0 N ធៀបនឹងការគ្រប់គ្រង៖ W = 25.0, P = 0.061; 4 N ធៀបនឹងការគ្រប់គ្រង៖ W = 25.0, P = 0.061) និង 12 N រក្សាបាននូវកំណើនប្រៀបធៀប ទៅការគ្រប់គ្រងជីវសាស្រ្ត (សាកលវិទ្យាល័យ Mann-Whitney, 12 N ធៀបនឹងការគ្រប់គ្រង: W = 17.0, P = 0.885) ។សម្រាប់ S. elongatus CCAP 1479/1A ទាំងល្បាយជ័រ និងកំហាប់ texanol គឺជាកត្តាសំខាន់ ហើយអន្តរកម្មដ៏សំខាន់មួយត្រូវបានគេសង្កេតឃើញរវាងពីរ (ANOVA, ជ័រ៖ DF=2, F=103.93, P=<0.001, Texanol ៖ DF=2, F=5.96, P=0.01, Latex*Texanol: DF=4, F=3.41, P=0.03)។0 N និងជ័រ "ទន់" ទាំងអស់បានលើកកម្ពស់ការលូតលាស់ (រូបភាព 1a)។មានទំនោរក្នុងការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវការលូតលាស់ជាមួយនឹងការថយចុះនៃសមាសធាតុ styrene ។
ការធ្វើតេស្តជាតិពុល និងការស្អិតរបស់ cyanobacteria (Synechococcus elongatus PCC 7942 និង CCAP 1479/1A) ទៅនឹងទម្រង់ជ័រ ទំនាក់ទំនងជាមួយសីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរកញ្ចក់ (Tg) និងម៉ាទ្រីសនៃការសម្រេចចិត្តដោយផ្អែកលើទិន្នន័យនៃការពុល និងការស្អិត។(ក) ការធ្វើតេស្តជាតិពុលត្រូវបានអនុវត្តដោយប្រើចំណែកដាច់ដោយឡែកនៃការលូតលាស់ភាគរយនៃ cyanobacteria ដែលមានលក្ខណៈធម្មតាដើម្បីគ្រប់គ្រងវប្បធម៌ព្យួរ។ការព្យាបាលដែលសម្គាល់ដោយ * មានភាពខុសប្លែកគ្នាយ៉ាងខ្លាំងពីការគ្រប់គ្រង។(b) ទិន្នន័យការលូតលាស់របស់ Cyanobacteria ធៀបនឹង Tg latex (មធ្យម ± SD; n = 3) ។(គ) ចំនួនបណ្តុំនៃ cyanobacteria ដែលបញ្ចេញចេញពីការធ្វើតេស្ត biocomposite adhesion ។(d) ទិន្នន័យ adhesion ធៀបនឹង Tg នៃជ័រ (មធ្យម ± StDev; n = 3) ។e សេចក្តីសម្រេចម៉ាទ្រីសផ្អែកលើការពុល និងទិន្នន័យ adhesion។សមាមាត្រនៃ styrene ទៅ butyl acrylate គឺ 1: 3 សម្រាប់ជ័រ "រឹង" (H) 1: 1 សម្រាប់ "ធម្មតា" (N) និង 3: 1 សម្រាប់ "ទន់" (S) ។លេខមុននៅក្នុងលេខកូដជ័រត្រូវគ្នានឹងខ្លឹមសារនៃ Texanol ។
ក្នុងករណីភាគច្រើន លទ្ធភាពជោគជ័យរបស់កោសិកាបានថយចុះជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃកំហាប់ texanol ប៉ុន្តែមិនមានការជាប់ទាក់ទងគ្នាដ៏សំខាន់សម្រាប់ប្រភេទណាមួយឡើយ (CCAP 1479/1A: DF = 25, r = -0.208, P = 0.299; PCC 7942: DF = 25, r = – 0.127, P = 0.527) ។នៅលើរូបភព។1b បង្ហាញពីទំនាក់ទំនងរវាងការលូតលាស់កោសិកា និងសីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរកញ្ចក់ (Tg)។មានទំនាក់ទំនងអវិជ្ជមានខ្លាំងរវាងកំហាប់ texanol និងតម្លៃ Tg (H-latex: DF=7, r=-0.989, P=<0.001; N-latex: DF=7, r=-0.964, P=<0.001) ; S- ជ័រ៖ DF=7, r=-0.946, P=<0.001)។ទិន្នន័យបានបង្ហាញថា Tg ល្អបំផុតសម្រាប់ការលូតលាស់របស់ S. elongatus PCC 7942 គឺនៅជុំវិញ 17 °C (រូបភាពទី 1b) ខណៈពេលដែល S. elongatus CCAP 1479/1A អនុគ្រោះ Tg ក្រោម 0 °C (រូបភាព 1b) ។មានតែ S. elongatus CCAP 1479/1A ដែលមានទំនាក់ទំនងអវិជ្ជមានខ្លាំងរវាង Tg និងទិន្នន័យពុល (DF=25, r=-0.857, P=<0.001)។
ជ័រទាំងអស់មានទំនាក់ទំនងស្អិតល្អ ហើយគ្មាននរណាម្នាក់ក្នុងចំណោមកោសិកាទាំងនោះបញ្ចេញច្រើនជាង 1% នៃកោសិកាបន្ទាប់ពី 72 ម៉ោង (រូបភាព 1c) ។មិនមានភាពខុសគ្នាខ្លាំងរវាងជ័រនៃ S. elongatus ទាំងពីរប្រភេទទេ (PCC 7942: Scheirer-Ray-Hara test, Latex*Texanol, DF=4, H=0.903; P=0.924; CCAP 1479/1A: Scheirer- ការធ្វើតេស្តកាំរស្មី) ។- ការធ្វើតេស្តហៀរ, ជ័រ * texanol, DF=4, H=3.277, P=0.513) ។នៅពេលដែលកំហាប់នៃ Texanol កើនឡើង កោសិកាកាន់តែច្រើនត្រូវបានបញ្ចេញ (រូបភាពទី 1 គ) ។បើប្រៀបធៀបទៅនឹង S. elongatus PCC 7942 (DF=25, r=-0.660, P=<0.001) (រូបភាពទី 1 ឃ)។លើសពីនេះ មិនមានទំនាក់ទំនងស្ថិតិរវាង Tg និងការស្អិតជាប់កោសិកានៃប្រភេទទាំងពីរទេ (PCC 7942: DF=25, r=0.301, P=0.127; CCAP 1479/1A: DF=25, r=0.287, P=0.147)។
សម្រាប់ប្រភេទទាំងពីរ ប៉ូលីម៊ែរជ័រ "រឹង" មិនមានប្រសិទ្ធភាពទេ។ផ្ទុយទៅវិញ 4N និង 12N ដំណើរការបានល្អបំផុតប្រឆាំងនឹង S. elongatus PCC 7942 ខណៈពេលដែល 4S និង 12S ដំណើរការបានល្អបំផុតប្រឆាំងនឹង CCAP 1479/1A (រូបភាព 1e) ទោះបីជាមានកន្លែងច្បាស់លាស់សម្រាប់ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពបន្ថែមទៀតនៃម៉ាទ្រីសវត្ថុធាតុ polymer ក៏ដោយ។ប៉ូលីម៊ែរទាំងនេះត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងការធ្វើតេស្តស្រូបយកឧស្ម័នកាបូនិកពាក់កណ្តាលបាច់។
Photophysiology ត្រូវបានត្រួតពិនិត្យរយៈពេល 7 ថ្ងៃដោយប្រើកោសិកាដែលផ្អាកនៅក្នុងសមាសភាពជ័រដែលមានជាតិទឹក។ជាទូទៅ ទាំងអត្រាសំយោគរស្មីសំយោគជាក់ស្តែង (PS) និងទិន្នផលបរិមាណ PSII អតិបរមា (Fv/Fm) ថយចុះតាមពេលវេលា ប៉ុន្តែការថយចុះនេះគឺមិនស្មើគ្នា ហើយសំណុំទិន្នន័យ PS មួយចំនួនបង្ហាញពីការឆ្លើយតបទ្វេរដង ដែលបង្ហាញពីការឆ្លើយតបដោយផ្នែក ទោះបីជាការងើបឡើងវិញតាមពេលវេលាជាក់ស្តែងក៏ដោយ។ សកម្មភាព PS ខ្លីជាង (រូបភាព 2a និង 3b) ។ការឆ្លើយតប biphasic Fv/Fm មិនសូវច្បាស់ទេ (រូបភាព 2b និង 3b)។
(ក) អត្រាសំយោគរស្មីសំយោគ (PS) និង (ខ) ទិន្នផលបរិមាណ PSII អតិបរមា (Fv/Fm) នៃ Synechococcus elongatus PCC 7942 ក្នុងការឆ្លើយតបទៅនឹងទម្រង់ជ័របើប្រៀបធៀបទៅនឹងវប្បធម៌ព្យួរ។សមាមាត្រនៃ styrene ទៅ butyl acrylate គឺ 1: 3 សម្រាប់ជ័រ "រឹង" (H) 1: 1 សម្រាប់ "ធម្មតា" (N) និង 3: 1 សម្រាប់ "ទន់" (S) ។លេខមុននៅក្នុងលេខកូដជ័រត្រូវគ្នានឹងខ្លឹមសារនៃ Texanol ។(មធ្យម ± គម្លាតស្តង់ដារ; n = 3) ។
(ក) អត្រាសំយោគរស្មីសំយោគ (PS) និង (ខ) ទិន្នផលបរិមាណ PSII អតិបរមា (Fv/Fm) នៃ Synechococcus elongatus CCAP 1479/1A ក្នុងការឆ្លើយតបទៅនឹងការបង្កើតជ័របើប្រៀបធៀបទៅនឹងវប្បធម៌ព្យួរ។សមាមាត្រនៃ styrene ទៅ butyl acrylate គឺ 1: 3 សម្រាប់ជ័រ "រឹង" (H) 1: 1 សម្រាប់ "ធម្មតា" (N) និង 3: 1 សម្រាប់ "ទន់" (S) ។លេខមុននៅក្នុងលេខកូដជ័រត្រូវគ្នានឹងខ្លឹមសារនៃ Texanol ។(មធ្យម ± គម្លាតស្តង់ដារ; n = 3) ។
សម្រាប់ S. elongatus PCC 7942 សមាសធាតុជ័រ និងកំហាប់ Texanol មិនប៉ះពាល់ដល់ PS ទេ (GLM, Latex*Texanol*Time, DF = 28, F = 1.49, P = 0.07) ទោះបីជាសមាសភាពជាកត្តាសំខាន់ (GLM) ក៏ដោយ។, latex*time, DF = 14, F = 3.14, P = <0.001) (រូប 2a)។មិនមានផលប៉ះពាល់គួរឱ្យកត់សម្គាល់នៃកំហាប់ Texanol ក្នុងរយៈពេលមួយ (GLM, Texanol*time, DF=14, F=1.63, P=0.078) ។មានអន្តរកម្មសំខាន់ដែលប៉ះពាល់ដល់ Fv/Fm (GLM, Latex*Texanol*Time, DF=28, F=4.54, P=<0.001)។អន្តរកម្មរវាងការបង្កើតជ័រ និងកំហាប់ Texanol មានឥទ្ធិពលយ៉ាងសំខាន់ទៅលើ Fv/Fm (GLM, Latex*Texanol, DF=4, F=180.42, P=<0.001)។ប៉ារ៉ាម៉ែត្រនីមួយៗក៏ប៉ះពាល់ដល់ Fv/Fm តាមពេលវេលាផងដែរ (GLM, Latex*Time, DF=14, F=9.91, P=<0.001 និង Texanol*Time, DF=14, F=10.71, P=< 0.001)។Latex 12H បានរក្សាតម្លៃ PS និង Fv/Fm ជាមធ្យមទាបបំផុត (រូបភាព 2b) ដែលបង្ហាញថាវត្ថុធាតុ polymer នេះមានជាតិពុលច្រើនជាង។
PS នៃ S. elongatus CCAP 1479/1A មានភាពខុសគ្នាខ្លាំង (GLM, ជ័រ * Texanol * ពេលវេលា, DF = 28, F = 2.75, P = <0.001) ជាមួយនឹងសមាសធាតុជ័រជាជាងកំហាប់ Texanol (GLM, Latex*time, DF =14, F=6.38, P=<0.001, GLM, Texanol*time, DF=14, F=1.26, P=0.239)។ប៉ូលីមែរ "ទន់" 0S និង 4S រក្សាបាននូវកម្រិតខ្ពស់នៃការអនុវត្ត PS ខ្ពស់ជាងការព្យួរការគ្រប់គ្រង (Mann-Whitney U, 0S ធៀបនឹងការគ្រប់គ្រង, W = 686.0, P = 0.044, 4S ធៀបនឹងការគ្រប់គ្រង, W = 713, P = 0.01) និងរក្សាបាននូវ ធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង Fv ។/Fm (រូបទី 3a) បង្ហាញការដឹកជញ្ជូនប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពជាងមុនទៅកាន់ Photosystem II ។សម្រាប់តម្លៃ Fv/Fm នៃកោសិកា CCAP 1479/1A មានភាពខុសប្លែកគ្នាយ៉ាងសំខាន់តាមពេលវេលា (GLM, Latex*Texanol*Time, DF=28, F=6.00, P=<0.001) (រូបភាពទី 3b)។)
នៅលើរូបភព។4 បង្ហាញពី PS និង Fv/Fm ជាមធ្យមក្នុងរយៈពេល 7 ថ្ងៃ ជាមុខងារនៃការលូតលាស់កោសិកាសម្រាប់ប្រភេទនីមួយៗ។S. elongatus PCC 7942 មិនមានលំនាំច្បាស់លាស់ (រូបភាព 4a និង b) ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ CCAP 1479/1A បានបង្ហាញពីទំនាក់ទំនងប៉ារ៉ាបូលរវាងតម្លៃ PS (Fig ។ 4c) និង Fv/Fm (Fig ។ 4d) ជាតម្លៃ សមាមាត្រនៃ styrene និង butyl acrylate កើនឡើងជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរ។
ទំនាក់ទំនងរវាងការលូតលាស់ និងសរីរវិទ្យានៃ Synechococcus longum លើការត្រៀមលក្ខណៈជ័រ។(a) ទិន្នន័យជាតិពុលដែលបានគ្រោងប្រឆាំងនឹងអត្រារស្មីសំយោគជាក់ស្តែង (PS), (ខ) ទិន្នផលបរិមាណ PSII អតិបរមា (Fv/Fm) នៃ PCC 7942. c ទិន្នន័យជាតិពុលដែលបានគ្រោងប្រឆាំងនឹង PS និង d Fv/Fm CCAP 1479/1A ។សមាមាត្រនៃ styrene ទៅ butyl acrylate គឺ 1: 3 សម្រាប់ជ័រ "រឹង" (H) 1: 1 សម្រាប់ "ធម្មតា" (N) និង 3: 1 សម្រាប់ "ទន់" (S) ។លេខមុននៅក្នុងលេខកូដជ័រត្រូវគ្នានឹងខ្លឹមសារនៃ Texanol ។(មធ្យម ± គម្លាតស្តង់ដារ; n = 3) ។
biocomposite PCC 7942 មាន​ឥទ្ធិពល​កម្រិត​លើ​ការ​រក្សា​កោសិកា​ជាមួយ​នឹង​ការ​លេច​ចេញ​កោសិកា​យ៉ាង​សំខាន់​ក្នុង​អំឡុង​ពេល​បួន​សប្តាហ៍​ដំបូង (រូបភាព​ទី 5)។បន្ទាប់ពីដំណាក់កាលដំបូងនៃការស្រូបយក CO2 កោសិកាដែលបានជួសជុលជាមួយនឹងជ័រ 12 N បានចាប់ផ្តើមបញ្ចេញឧស្ម័ន CO2 ហើយលំនាំនេះបានបន្តនៅចន្លោះថ្ងៃ 4 និង 14 (រូបភាព 5b) ។ទិន្នន័យទាំងនេះគឺស្របជាមួយនឹងការសង្កេតនៃការប្រែពណ៌សារធាតុពណ៌។ការស្រូបយក CO2 សុទ្ធបានចាប់ផ្តើមម្តងទៀតចាប់ពីថ្ងៃទី 18 ។ ទោះបីជាមានការចេញផ្សាយកោសិកា (រូបភាព 5a) ក៏ដោយ ក៏ PCC 7942 12 N biocomposite នៅតែប្រមូលផ្តុំ CO2 ច្រើនជាងការផ្អាកការគ្រប់គ្រងក្នុងរយៈពេល 28 ថ្ងៃ ទោះបីជាបន្តិច (Mann-Whitney U-test, W = 2275.5; P = 0.066) ។អត្រានៃការស្រូបយក CO2 ដោយជ័រ 12 N និង 4 N គឺ 0.51 ± 0.34 និង 1.18 ± 0.29 ក្រាម CO2 g-1 នៃជីវម៉ាស d-1 ។មានភាពខុសគ្នាយ៉ាងសំខាន់តាមស្ថិតិរវាងកម្រិតនៃការព្យាបាល និងពេលវេលា (ការធ្វើតេស្តប្រធាន-រ៉ាយ-ហារ៉េ ការព្យាបាល៖ DF=2, H=70.62, P=<0.001 ពេលវេលា៖ DF=13, H=23.63, P=0.034) ប៉ុន្តែវា មិនមែនទេ។មានទំនាក់ទំនងយ៉ាងសំខាន់រវាងការព្យាបាល និងពេលវេលា (ការធ្វើតេស្តប្រធាន-រ៉ាយ-ហារ ពេលវេលា*ការព្យាបាល៖ DF=26, H=8.70, P=0.999)។
ការធ្វើតេស្តស្រូបយក CO2 ពាក់កណ្តាលលើ ស៊ីណូកូកូក អេឡុងតឹស PCC 7942 biocomposites ដោយប្រើជ័រ 4N និង 12N ។(a) រូបភាពបង្ហាញពីការបញ្ចេញកោសិកា និងការប្រែពណ៌ ក៏ដូចជារូបភាព SEM នៃ biocomposite មុន និងក្រោយពេលធ្វើតេស្ត។បន្ទាត់ចំនុចពណ៌សបង្ហាញពីទីតាំងនៃស្រទាប់កោសិកានៅលើ biocomposite ។(ខ) ការកើនឡើងនៃកាបូនឌីអុកស៊ីតសុទ្ធក្នុងរយៈពេល 4 សប្តាហ៍។ជ័រ "ធម្មតា" (N) មានសមាមាត្រនៃ styrene ទៅ butyl acrylate នៃ 1: 1 ។លេខមុននៅក្នុងលេខកូដជ័រត្រូវគ្នានឹងខ្លឹមសារនៃ Texanol ។(មធ្យម ± គម្លាតស្តង់ដារ; n = 3) ។
ការរក្សាទុកកោសិកាត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងយ៉ាងខ្លាំងសម្រាប់សំពាធ CCAP 1479/1A ជាមួយ 4S និង 12S ទោះបីជាសារធាតុពណ៌បានផ្លាស់ប្តូរបន្តិចម្តងៗតាមពេលវេលា (រូបភាព 6a)។Biocomposite CCAP 1479/1A ស្រូប CO2 ពេញ 84 ថ្ងៃ (12 សប្តាហ៍) ដោយគ្មានអាហារបំប៉នបន្ថែម។ការវិភាគ SEM (Fig ។ 6a) បានបញ្ជាក់ពីការសង្កេតដែលមើលឃើញនៃការបំបែកកោសិកាតូចៗ។ដំបូង កោសិកា​ត្រូវ​បាន​រុំ​ក្នុង​ស្រទាប់​ជ័រ​ដែល​រក្សា​បាន​នូវ​ភាព​សុចរិត​របស់​វា​ទោះបីជា​កោសិកា​លូតលាស់​ក៏ដោយ។អត្រាស្រូបយក CO2 គឺខ្ពស់ជាងក្រុមត្រួតពិនិត្យ (ការធ្វើតេស្ត Scheirer-Ray-Har, ការព្យាបាល៖ DF=2; H=240.59; P=<0.001, ពេល: DF=42; H=112; P=<0.001) ( រូប ៦ ខ)។biocomposite 12S សម្រេចបាននូវការស្រូបយក CO2 ខ្ពស់បំផុត (1.57 ± 0.08 g CO2 g-1 biomass ក្នុងមួយថ្ងៃ) ខណៈពេលដែល 4S latex គឺ 1.13 ± 0.41 g CO2 g-1 biomass ក្នុងមួយថ្ងៃ ប៉ុន្តែពួកគេមិនមានភាពខុសគ្នាខ្លាំង (Mann-Whitney U . test, W = 1507.50; P = 0.07) និងមិនមានអន្តរកម្មសំខាន់រវាងការព្យាបាលនិងពេលវេលា (ការធ្វើតេស្ត Shirer-Rey-Hara, ពេលវេលា * ការព្យាបាល: DF = 82; H = 10 .37; P = 1.000) ។
ការធ្វើតេស្តស្រូបយកឧស្ម័នកាបូនិកចំនួនពាក់កណ្តាលដោយប្រើសារធាតុ Synechococcus elongatus CCAP 1479/1A biocomposites ជាមួយនឹងជ័រ 4N និង 12N ។(a) រូបភាពបង្ហាញពីការបញ្ចេញកោសិកា និងការប្រែពណ៌ ក៏ដូចជារូបភាព SEM នៃ biocomposite មុន និងក្រោយពេលធ្វើតេស្ត។បន្ទាត់ចំនុចពណ៌សបង្ហាញពីទីតាំងនៃស្រទាប់កោសិកានៅលើ biocomposite ។(ខ) ការកើនឡើងនៃ CO2 សុទ្ធក្នុងរយៈពេលដប់ពីរសប្តាហ៍។ជ័រ "ទន់" (S) មានសមាមាត្រនៃ styrene ទៅ butyl acrylate នៃ 1: 1 ។លេខមុននៅក្នុងលេខកូដជ័រត្រូវគ្នានឹងខ្លឹមសារនៃ Texanol ។(មធ្យម ± គម្លាតស្តង់ដារ; n = 3) ។
S. elongatus PCC 7942 (ការធ្វើតេស្ត Shirer-Ray-Har, ពេលវេលា*ការព្យាបាល៖ DF=4, H=3.243, P=0.518) ឬ biocomposite S. elongatus CCAP 1479/1A (two-ANOVA, time*treatment: DF=8 , F = 1.79, P = 0.119) (រូបភាព S4) ។Biocomposite PCC 7942 មានមាតិកាកាបូអ៊ីដ្រាតខ្ពស់បំផុតនៅសប្តាហ៍ទី 2 (4 N = 59.4 ± 22.5 wt%, 12 N = 67.9 ± 3.3 wt%) ខណៈពេលដែលការព្យួរការគ្រប់គ្រងមានមាតិកាកាបូអ៊ីដ្រាតខ្ពស់បំផុតនៅសប្តាហ៍ទី 4 នៅពេលដែល (ការគ្រប់គ្រង = 59.6 ± 2.84% w/w)។មាតិកាកាបូអ៊ីដ្រាតសរុបនៃ biocomposite CCAP 1479/1A គឺអាចប្រៀបធៀបទៅនឹងការផ្អាកគ្រប់គ្រង លើកលែងតែនៅពេលចាប់ផ្តើមការសាកល្បង ជាមួយនឹងការផ្លាស់ប្តូរមួយចំនួននៅក្នុងជ័រ 12S នៅសប្តាហ៍ទី 4 ។ តម្លៃខ្ពស់បំផុតសម្រាប់ biocomposite គឺ 51.9 ± 9.6 wt% សម្រាប់ 4S និង 77.1 ± 17.0 wt% សម្រាប់ 12S ។
យើងបានកំណត់ចេញដើម្បីបង្ហាញពីលទ្ធភាពនៃការរចនាសម្រាប់ការបង្កើនភាពសុចរិតនៃរចនាសម្ព័ន្ធនៃថ្នាំកូតប៉ូលីម៊ែរជ័រដែលមានលក្ខណៈស្តើងដែលជាធាតុផ្សំដ៏សំខាន់នៃគំនិតនៃ lichen ធ្វើត្រាប់តាមគោលគំនិត biocomposite ដោយមិនបាត់បង់ភាពឆបគ្នានៃជីវគីមី ឬដំណើរការ។ជាការពិតណាស់ ប្រសិនបើបញ្ហាប្រឈមនៃរចនាសម្ព័ន្ធដែលទាក់ទងនឹងការលូតលាស់កោសិកាត្រូវបានយកឈ្នះ យើងរំពឹងថានឹងមានការរីកចម្រើនគួរឱ្យកត់សម្គាល់លើការពិសោធន៍ជីវចម្រុះរបស់យើង ដែលអាចប្រៀបធៀបទៅនឹងប្រព័ន្ធចាប់កាបូន និងមីក្រូសារាយផ្សេងទៀតរួចទៅហើយ។
ថ្នាំកូតត្រូវតែមិនមានជាតិពុល ប្រើប្រាស់បានយូរ គាំទ្រដល់ការស្អិតជាប់របស់កោសិការយៈពេលវែង និងត្រូវតែមានរន្ធញើស ដើម្បីលើកកម្ពស់ការផ្ទេរម៉ាស់ CO2 ប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព និងការបញ្ចេញសារធាតុ O2 ។ប៉ូលីមែរ acrylic ប្រភេទជ័រងាយស្រួលរៀបចំ ហើយត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងឧស្សាហកម្មថ្នាំលាប វាយនភណ្ឌ និងសារធាតុ adhesive30។យើងរួមបញ្ចូលគ្នានូវសារធាតុ cyanobacteria ជាមួយនឹងសារធាតុ emulsion ជ័រ acrylic ដែលមានមូលដ្ឋានលើទឹក ដែលមានសមាមាត្រជាក់លាក់នៃភាគល្អិត styrene/butyl acrylate និងកំហាប់ផ្សេងៗនៃ Texanol ។Styrene និង butyl acrylate ត្រូវ​បាន​ជ្រើសរើស​ដើម្បី​អាច​គ្រប់គ្រង​លក្ខណៈ​រូបវន្ត ជាពិសេស​ភាព​យឺត និង​ប្រសិទ្ធភាព​នៃ​ការ​រួម​គ្នា​នៃ​ថ្នាំកូត (សំខាន់​សម្រាប់​ថ្នាំកូត​ដែល​មាន​ភាព​ស្អិត​ខ្លាំង និង​មាន​ភាព​ស្អិត​ខ្លាំង) ដែល​អនុញ្ញាត​ឱ្យ​សំយោគ​នៃ​ការ​ប្រមូល​ភាគល្អិត "រឹង" និង "ទន់" ។ទិន្នន័យជាតិពុលបង្ហាញថាជ័រ "រឹង" ដែលមានមាតិកាស្ទីរីនខ្ពស់មិនអំណោយផលដល់ការរស់រានមានជីវិតរបស់ cyanobacteria ទេ។មិនដូច butyl acrylate ទេ styrene ត្រូវបានចាត់ទុកថាពុលចំពោះសារាយ 32,33 ។ពូជ Cyanobacteria មានប្រតិកម្មខុសពីជ័រកៅស៊ូ ហើយសីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរកញ្ចក់ល្អបំផុត (Tg) ត្រូវបានកំណត់សម្រាប់ S. elongatus PCC 7942 ខណៈពេលដែល S. elongatus CCAP 1479/1A បង្ហាញពីទំនាក់ទំនងលីនេអ៊ែរអវិជ្ជមានជាមួយ Tg ។
សីតុណ្ហភាពស្ងួតប៉ះពាល់ដល់សមត្ថភាពក្នុងការបង្កើតខ្សែភាពយន្តជ័រឯកសណ្ឋានបន្ត។ប្រសិនបើសីតុណ្ហភាពស្ងួតទាបជាងសីតុណ្ហភាពបង្កើតខ្សែភាពយន្តអប្បបរមា (MFFT) នោះភាគល្អិតជ័ររបស់វត្ថុធាតុ polymer នឹងមិនមានភាពរួបរួមគ្នាពេញលេញទេ ដែលបណ្តាលឱ្យមានការស្អិតជាប់នៅត្រង់ចំណុចប្រទាក់ភាគល្អិតប៉ុណ្ណោះ។ខ្សែភាពយន្តដែលមានលទ្ធផលមានភាពស្អិតជាប់ខ្សោយ និងកម្លាំងមេកានិច ហើយថែមទាំងអាចស្ថិតក្នុងទម្រង់ម្សៅ 29 ទៀតផង។MFFT មានទំនាក់ទំនងយ៉ាងជិតស្និទ្ធជាមួយ Tg ដែលអាចត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយសមាសភាព monomer និងការបន្ថែមនៃ coalescents ដូចជា Texanol ។Tg កំណត់លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តជាច្រើននៃថ្នាំកូតលទ្ធផល ដែលអាចស្ថិតក្នុងសភាពកៅស៊ូ ឬកញ្ចក់34។យោងតាមសមីការ Flory-Fox 35 Tg អាស្រ័យលើប្រភេទនៃ monomer និងសមាសធាតុភាគរយដែលទាក់ទង។ការបន្ថែមសារធាតុ coalescent អាចបន្ថយ MFFT ដោយការបង្រ្កាប Tg នៃភាគល្អិតជ័រដែលអនុញ្ញាតឱ្យបង្កើតខ្សែភាពយន្តនៅសីតុណ្ហភាពទាប ប៉ុន្តែនៅតែបង្កើតជាស្រទាប់រឹង និងរឹងមាំ ព្រោះសារធាតុ coalescent ហួតយឺតតាមពេលវេលា ឬត្រូវបានស្រង់ចេញ 36 ។
ការបង្កើនកំហាប់នៃ Texanol ជំរុញការបង្កើតខ្សែភាពយន្តដោយការបន្ទន់ភាគល្អិតវត្ថុធាតុ polymer (កាត់បន្ថយ Tg) ដោយសារតែការស្រូបយកភាគល្អិតកំឡុងពេលស្ងួត ដោយហេតុនេះបង្កើនភាពរឹងមាំនៃខ្សែភាពយន្តស្អិត និងការស្អិតជាប់កោសិកា។ដោយសារ biocomposite ត្រូវបានស្ងួតនៅសីតុណ្ហភាពព័ទ្ធជុំវិញ (~18-20 °C) Tg (30 ទៅ 55 °C) នៃជ័រ "រឹង" គឺខ្ពស់ជាងសីតុណ្ហភាពស្ងួត មានន័យថាការផ្សំភាគល្អិតប្រហែលជាមិនល្អបំផុត ដែលបណ្តាលឱ្យមាន ខ្សែភាពយន្ត B ដែលនៅតែមានទឹកប្រមាត់ លក្ខណៈមេកានិច និងសារធាតុស្អិតខ្សោយ ការបត់បែនមានកម្រិត និងការសាយភាយ30 ទីបំផុតនាំទៅរកការបាត់បង់កោសិកាកាន់តែច្រើន។ការបង្កើតខ្សែភាពយន្តពីប៉ូលីមែរ "ធម្មតា" និង "ទន់" កើតឡើងនៅឬក្រោម Tg នៃខ្សែភាពយន្តប៉ូលីម៊ែរ ហើយការបង្កើតខ្សែភាពយន្តត្រូវបានកែលម្អដោយការបញ្ចូលគ្នាដែលប្រសើរឡើង ដែលបណ្តាលឱ្យខ្សែភាពយន្តប៉ូលីម៊ែរបន្តជាមួយនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច ភាពស្អិតរមួត និងសារធាតុស្អិតដែលប្រសើរឡើង។ខ្សែភាពយន្តលទ្ធផលនឹងនៅតែមានជ័រកៅស៊ូក្នុងអំឡុងពេលពិសោធន៍ចាប់យក CO2 ដោយសារតែ Tg របស់វានៅជិត (ល្បាយ "ធម្មតា": 12 ទៅ 20 ºC) ឬទាបជាងច្រើន (ល្បាយ "ទន់": -21 ទៅ -13 ° C) ទៅសីតុណ្ហភាពព័ទ្ធជុំវិញ 30 ។ជ័រ "រឹង" (3.4 ទៅ 2.9 kgf mm–1) គឺពិបាកជាង 3 ដងជាងជ័រ "ធម្មតា" (1.0 ទៅ 0.9 kgf mm–1) ។ភាពរឹងនៃជ័រ "ទន់" មិនអាចត្រូវបានវាស់ដោយ microhardness ដោយសារតែជ័រកៅស៊ូខ្លាំងពេក និងស្អិតនៅសីតុណ្ហភាពបន្ទប់។ការគិតថ្លៃលើផ្ទៃក៏អាចប៉ះពាល់ដល់ភាពស្អិតរមួតផងដែរ ប៉ុន្តែត្រូវការទិន្នន័យបន្ថែមទៀត ដើម្បីផ្តល់ព័ត៌មានប្រកបដោយអត្ថន័យ។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយជ័រកៅស៊ូទាំងអស់មានប្រសិទ្ធភាពរក្សាកោសិកាដោយបញ្ចេញតិចជាង 1% ។
ផលិតភាពនៃរស្មីសំយោគថយចុះតាមពេលវេលា។ការប៉ះពាល់នឹងសារធាតុ polystyrene នាំឱ្យមានការរំខានដល់ភ្នាស និងភាពតានតឹងអុកស៊ីតកម្ម38,39,40,41។តម្លៃ Fv/Fm នៃ S. elongatus CCAP 1479/1A ដែលប៉ះពាល់នឹង 0S និង 4S គឺខ្ពស់ស្ទើរតែពីរដងបើធៀបទៅនឹងការគ្រប់គ្រងការផ្អាក ដែលស្ថិតក្នុងការព្រមព្រៀងដ៏ល្អជាមួយនឹងអត្រាស្រូបយក CO2 នៃ biocomposite 4S ក៏ដូចជាជាមួយ តម្លៃ PS មធ្យមទាប។តម្លៃ។តម្លៃ Fv/Fm ខ្ពស់បង្ហាញថាការដឹកជញ្ជូនអេឡិចត្រុងទៅ PSII អាចផ្តល់ photons42 បន្ថែមទៀតដែលអាចបណ្តាលឱ្យមានអត្រាជួសជុល CO2 ខ្ពស់។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វាគួរតែត្រូវបានកត់សម្គាល់ថាទិន្នន័យ photophysiological ត្រូវបានទទួលពីកោសិកាដែលផ្អាកនៅក្នុងដំណោះស្រាយជ័រទឹក ហើយប្រហែលជាមិនចាំបាច់អាចប្រៀបធៀបដោយផ្ទាល់ទៅនឹង biocomposites ចាស់ទុំនោះទេ។
ប្រសិនបើជ័របង្កើតរបាំងការពារពន្លឺ និង/ឬការផ្លាស់ប្តូរឧស្ម័ន ដែលបណ្តាលឱ្យមានពន្លឺ និងកម្រិត CO2 វាអាចបណ្តាលឱ្យមានភាពតានតឹងកោសិកា និងកាត់បន្ថយដំណើរការ ហើយប្រសិនបើវាប៉ះពាល់ដល់ការបញ្ចេញ O2 នោះ photorespiration39។ការបញ្ជូនពន្លឺនៃថ្នាំកូតដែលបានព្យាបាលត្រូវបានវាយតម្លៃ៖ ជ័រ "រឹង" បានបង្ហាញពីការថយចុះបន្តិចនៃការបញ្ជូនពន្លឺរវាង 440 និង 480 nm (ត្រូវបានកែលម្អដោយផ្នែកដោយការបង្កើនកំហាប់នៃ Texanol ដោយសារតែភាពស្អិតជាប់នៃខ្សែភាពយន្តប្រសើរឡើង) ខណៈពេលដែល "ទន់" និង "ទៀងទាត់" ។ "ជ័របានបង្ហាញពីការថយចុះបន្តិចនៃការបញ្ជូនពន្លឺ។បង្ហាញថាមិនមានការបាត់បង់គួរឱ្យកត់សម្គាល់។ការវិភាគក៏ដូចជាការភ្ញាស់ទាំងអស់ត្រូវបានអនុវត្តនៅកម្រិតពន្លឺទាប (30.5 µmol m-2 s-1) ដូច្នេះរាល់វិទ្យុសកម្មដែលសកម្មដោយរស្មីសំយោគដោយសារម៉ាទ្រីសវត្ថុធាតុ polymer នឹងត្រូវបានផ្តល់សំណង ហើយថែមទាំងអាចមានប្រយោជន៍ក្នុងការទប់ស្កាត់ការទប់ស្កាត់ពន្លឺ។ក្នុងការបំផ្លាញអាំងតង់ស៊ីតេពន្លឺ។
Biocomposite CCAP 1479/1A ដំណើរការក្នុងអំឡុងពេល 84 ថ្ងៃនៃការធ្វើតេស្ត ដោយគ្មានការផ្លាស់ប្តូរសារធាតុចិញ្ចឹម ឬការបាត់បង់ជីវម៉ាសដ៏សំខាន់ ដែលជាគោលបំណងសំខាន់នៃការសិក្សា។ការលុបពណ៌កោសិកាអាចត្រូវបានផ្សារភ្ជាប់ជាមួយនឹងដំណើរការនៃ chlorosis ក្នុងការឆ្លើយតបទៅនឹងការអត់ឃ្លានអាសូត ដើម្បីសម្រេចបាននូវការរស់រានមានជីវិតរយៈពេលវែង (ស្ថានភាពសម្រាក) ដែលអាចជួយឱ្យកោសិកាបន្តលូតលាស់ឡើងវិញបន្ទាប់ពីការប្រមូលផ្តុំអាសូតគ្រប់គ្រាន់។រូបភាព SEM បានបញ្ជាក់ថាកោសិកានៅតែមាននៅខាងក្នុងថ្នាំកូតទោះបីជាមានការបែងចែកកោសិកាដោយបង្ហាញពីភាពបត់បែននៃជ័រ "ទន់" ហើយដូច្នេះបង្ហាញពីអត្ថប្រយោជន៍ច្បាស់លាស់ជាងកំណែពិសោធន៍។ជ័រ "ទន់" មានប្រហែល 70% butyl acrylate (ដោយទម្ងន់) ដែលខ្ពស់ជាងកំហាប់ដែលបានចែងសម្រាប់ថ្នាំកូតដែលអាចបត់បែនបានបន្ទាប់ពីស្ងួត44។
ការស្រូបយកឧស្ម័នកាបូនិកសុទ្ធគឺខ្ពស់ជាងការផ្អាកការគ្រប់គ្រង (14–20 និង 3-8 ដងខ្ពស់ជាងសម្រាប់ S. elongatus CCAP 1479/1A និង PCC 7942 រៀងគ្នា)។កាលពីមុន យើងបានប្រើគំរូការផ្ទេរម៉ាស់ CO2 ដើម្បីបង្ហាញថា កត្តាជំរុញចម្បងនៃការស្រូបយក CO2 ខ្ពស់គឺជាជម្រាលកំហាប់ CO2 យ៉ាងមុតស្រួច នៅលើផ្ទៃនៃ biocomposite31 ហើយការអនុវត្ត biocomposite អាចត្រូវបានកំណត់ដោយភាពធន់ទ្រាំទៅនឹងការផ្ទេរម៉ាស់។បញ្ហានេះអាចយកឈ្នះបានដោយការបញ្ចូលធាតុផ្សំដែលមិនមែនជាសារធាតុពុល និងមិនមែនជាខ្សែភាពយន្តទៅក្នុងជ័រ ដើម្បីបង្កើនភាពផុយស្រួយ និងការជ្រាបចូលនៃថ្នាំកូត26 ប៉ុន្តែការរក្សាទុកកោសិកាអាចនឹងត្រូវបានសម្របសម្រួល ដោយសារយុទ្ធសាស្ត្រនេះជៀសមិនរួចនឹងធ្វើឱ្យខ្សែភាពយន្ត 20 ចុះខ្សោយ។សមាសភាពគីមីអាចត្រូវបានផ្លាស់ប្តូរក្នុងអំឡុងពេលវត្ថុធាតុ polymerization ដើម្បីបង្កើន porosity ដែលជាជម្រើសដ៏ល្អបំផុតជាពិសេសនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌនៃផលិតកម្មឧស្សាហកម្មនិង scalability45 ។
ការអនុវត្តនៃ biocomposite ថ្មីបើប្រៀបធៀបទៅនឹងការសិក្សាថ្មីៗដោយប្រើ biocomposites ពី microalgae និង cyanobacteria បានបង្ហាញពីគុណសម្បត្តិក្នុងការកែតម្រូវអត្រាផ្ទុកកោសិកា (តារាង 1) 21,46 និងជាមួយនឹងពេលវេលាវិភាគយូរជាង (84 ថ្ងៃធៀបនឹង 15 ម៉ោង 46 និង 3 សប្តាហ៍ 21) ។
មាតិកាបរិមាណនៃកាបូអ៊ីដ្រាតនៅក្នុងកោសិកាប្រៀបធៀបយ៉ាងអំណោយផលជាមួយនឹងការសិក្សាផ្សេងទៀត47,48,49,50 ដោយប្រើ cyanobacteria ហើយត្រូវបានគេប្រើជាលក្ខណៈវិនិច្ឆ័យសក្តានុពលសម្រាប់ការចាប់យកកាបូន និងការប្រើប្រាស់/ការស្ដារឡើងវិញ ដូចជាសម្រាប់ដំណើរការ fermentation BECCS 49,51 ឬសម្រាប់ការផលិត biodegradable ៥២.ជាផ្នែកនៃហេតុផលសម្រាប់ការសិក្សានេះ យើងសន្មត់ថាការដាំព្រៃឈើ សូម្បីតែត្រូវបានពិចារណានៅក្នុងគោលគំនិតនៃការបំភាយឧស្ម័នអវិជ្ជមាន BECCS មិនមែនជាការបំប្លែងអាកាសធាតុ និងប្រើប្រាស់ចំណែកដ៏គួរឱ្យព្រួយបារម្ភនៃដីដាំដុះរបស់ពិភពលោក។ជាការពិសោធន៍គិត វាត្រូវបានគេប៉ាន់ប្រមាណថា ចន្លោះពី 640 ទៅ 950 GtCO2 នឹងត្រូវដកចេញពីបរិយាកាសនៅឆ្នាំ 2100 ដើម្បីកំណត់ការកើនឡើងសីតុណ្ហភាពពិភពលោកដល់ 1.5°C53 (ប្រហែល 8 ទៅ 12 GtCO2 ក្នុងមួយឆ្នាំ)។ការសម្រេចបាននូវលទ្ធផលនេះជាមួយនឹង biocomposite ដែលដំណើរការបានប្រសើរជាងមុន (574.08 ± 30.19 t CO2 t-1 biomass ក្នុងមួយឆ្នាំ-1) នឹងតម្រូវឱ្យមានការពង្រីកបរិមាណពី 5.5 × 1010 ទៅ 8.2 × 1010 m3 (ជាមួយនឹងប្រសិទ្ធភាពសំយោគរស្មីសំយោគ) ដែលមានពី 196 ទៅ 2.92 ពាន់លានលីត្រ។ វត្ថុធាតុ polymer ។ដោយសន្មត់ថា 1 m3 នៃ biocomposites កាន់កាប់ផ្ទៃដី 1 m2 តំបន់ដែលត្រូវការដើម្បីស្រូបយក CO2 សរុបប្រចាំឆ្នាំគោលដៅនឹងមានចន្លោះពី 5.5 ទៅ 8.17 លានហិកតាដែលស្មើនឹង 0.18-0.27% នៃសមរម្យសម្រាប់ជីវិតរបស់ដីនៅក្នុង តំបន់ត្រូពិច និងកាត់បន្ថយផ្ទៃដី។តម្រូវការ BECCS ពី 98-99% ។គួរកត់សំគាល់ថាសមាមាត្រការចាប់យកតាមទ្រឹស្តីគឺផ្អែកលើការស្រូបយក CO2 ដែលបានកត់ត្រាក្នុងពន្លឺទាប។ដរាបណា biocomposite ត្រូវបានប៉ះពាល់នឹងពន្លឺធម្មជាតិកាន់តែខ្លាំង អត្រានៃការស្រូបយក CO2 កើនឡើង កាត់បន្ថយតម្រូវការដីបន្ថែមទៀត និងដាក់ជញ្ជីងបន្ថែមទៀតឆ្ពោះទៅរកគោលគំនិត biocomposite ។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការអនុវត្តត្រូវតែស្ថិតនៅខ្សែអេក្វាទ័រសម្រាប់អាំងតង់ស៊ីតេ និងរយៈពេលនៃអំពូល Backlight ថេរ។
ឥទ្ធិពលសកលនៃការបង្កកំណើត CO2 ពោលគឺ ការកើនឡើងនៃផលិតភាពបន្លែដែលបណ្តាលមកពីការកើនឡើងនូវភាពអាចរកបាន CO2 បានថយចុះនៅលើផ្ទៃដីភាគច្រើន ប្រហែលជាដោយសារការផ្លាស់ប្តូរសារធាតុចិញ្ចឹមសំខាន់ៗរបស់ដី (N និង P) និងធនធានទឹក 7.នេះមានន័យថា ការធ្វើរស្មីសំយោគលើដី ប្រហែលជាមិននាំឲ្យមានការកើនឡើងនៃការស្រូបយក CO2 ទោះបីជាកំហាប់ CO2 កើនឡើងនៅក្នុងខ្យល់ក៏ដោយ។នៅក្នុងបរិបទនេះ យុទ្ធសាស្ត្រកាត់បន្ថយការប្រែប្រួលអាកាសធាតុតាមមូលដ្ឋានដូចជា BECCS ទំនងជាមិនសូវជោគជ័យទេ។ប្រសិនបើបាតុភូតសកលនេះត្រូវបានបញ្ជាក់ នោះ biocomposite ដែលបំផុសគំនិតដោយ lichen របស់យើងអាចជាទ្រព្យសកម្មដ៏សំខាន់ ដោយបំប្លែងអតិសុខុមប្រាណរស្មីសំយោគក្នុងទឹកកោសិកាតែមួយទៅជា "ភ្នាក់ងារដី"។រុក្ខជាតិនៅលើដីភាគច្រើនជួសជុល CO2 តាមរយៈការធ្វើរស្មីសំយោគ C3 ខណៈពេលដែលរុក្ខជាតិ C4 មានភាពអំណោយផលសម្រាប់ជម្រកកាន់តែក្តៅ ស្ងួត និងមានប្រសិទ្ធភាពជាងនៅសម្ពាធផ្នែក CO254 ខ្ពស់។Cyanobacteria ផ្តល់នូវជម្រើសមួយដែលអាចទូទាត់ការព្យាករណ៍គួរឱ្យព្រួយបារម្ភនៃការថយចុះនៃការបញ្ចេញកាបូនឌីអុកស៊ីតនៅក្នុងរុក្ខជាតិ C3 ។Cyanobacteria បានយកឈ្នះលើដែនកំណត់របស់ photorespiratory ដោយបង្កើតយន្តការបង្កើនកាបូនប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព ដែលសម្ពាធផ្នែកខ្ពស់នៃ CO2 ត្រូវបានបង្ហាញ និងរក្សាដោយ ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RuBisCo) នៅក្នុង carboxysomes ជុំវិញ។ប្រសិនបើការផលិតសារធាតុ cyanobacterial biocomposites អាចត្រូវបានកើនឡើង វាអាចក្លាយជាអាវុធដ៏សំខាន់សម្រាប់មនុស្សជាតិក្នុងការប្រយុទ្ធប្រឆាំងនឹងការប្រែប្រួលអាកាសធាតុ។
Biocomposites (ការធ្វើត្រាប់តាម lichen) ផ្តល់នូវគុណសម្បត្តិច្បាស់លាស់លើ microalgae ធម្មតា និងវប្បធម៌ suspension cyanobacteria ដោយផ្តល់នូវអត្រាស្រូបយក CO2 ខ្ពស់ កាត់បន្ថយហានិភ័យនៃការបំពុល និងសន្យាថានឹងជៀសវាង CO2 ប្រកបដោយការប្រកួតប្រជែង។ការចំណាយកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ដី ទឹក និងសារធាតុចិញ្ចឹមយ៉ាងច្រើន។ការសិក្សានេះបង្ហាញពីលទ្ធភាពនៃការអភិវឌ្ឍន៍ និងផលិតជ័រកៅស៊ូដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ ដែលនៅពេលផ្សំជាមួយអេប៉ុង loofah ជាស្រទាប់ខាងក្រោមបេក្ខជន អាចផ្តល់នូវការស្រូបយកឧស្ម័នកាបូនិកប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព និងប្រសិទ្ធភាពក្នុងរយៈពេលជាច្រើនខែនៃការវះកាត់ ខណៈពេលដែលរក្សាការបាត់បង់កោសិកាដល់កម្រិតអប្បបរមា។Biocomposites តាមទ្រឹស្តីអាចចាប់យកប្រហែល 570 t CO2 t-1 នៃជីវម៉ាស់ក្នុងមួយឆ្នាំ ហើយអាចបង្ហាញថាមានសារៈសំខាន់ជាងយុទ្ធសាស្ត្រដាំព្រៃឈើរបស់ BECCS ក្នុងការឆ្លើយតបរបស់យើងចំពោះការប្រែប្រួលអាកាសធាតុ។ជាមួយនឹងការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពបន្ថែមទៀតនៃសមាសភាពវត្ថុធាតុ polymer ការធ្វើតេស្តនៅអាំងតង់ស៊ីតេពន្លឺខ្ពស់ និងរួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយវិស្វកម្មមេតាបូលីសដ៏ឧឡារិក វិស្វករជីវវិទ្យាដើមរបស់ធម្មជាតិអាចមកជួយសង្គ្រោះម្តងទៀត។
ប៉ូលីមែរជ័រអាគ្រីលីកត្រូវបានរៀបចំដោយប្រើល្បាយនៃសារធាតុ styrene monomers butyl acrylate និងអាស៊ីត acrylic ហើយ pH ត្រូវបានកែតម្រូវទៅ 7 ជាមួយនឹង 0.1 M sodium hydroxide (តារាង 2) ។Styrene និង butyl acrylate បង្កើតបានភាគច្រើននៃខ្សែសង្វាក់វត្ថុធាតុ polymer ខណៈពេលដែលអាស៊ីត acrylic ជួយរក្សាភាគល្អិតជ័រនៅក្នុង suspension57 ។លក្ខណៈសម្បត្តិរចនាសម្ព័ន្ធនៃជ័រត្រូវបានកំណត់ដោយសីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរកញ្ចក់ (Tg) ដែលត្រូវបានគ្រប់គ្រងដោយការផ្លាស់ប្តូរសមាមាត្រនៃ styrene និង butyl acrylate ដែលផ្តល់នូវលក្ខណៈសម្បត្តិ "រឹង" និង "ទន់" រៀងគ្នា 58 ។ជ័រ acrylic ធម្មតាគឺ 50:50 styrene: butyl acrylate 30 ដូច្នេះក្នុងការសិក្សានេះ ជ័រកៅស៊ូដែលមានសមាមាត្រនេះត្រូវបានគេហៅថាជាជ័រ "ធម្មតា" ហើយជ័រដែលមានមាតិកា styrene ខ្ពស់ត្រូវបានគេសំដៅថាជាជ័រដែលមានមាតិកា styrene ទាប។ .ហៅថា "ទន់" ថា "រឹង" ។
សារធាតុ emulsion បឋមត្រូវបានរៀបចំដោយប្រើទឹកចម្រោះ (174 ក្រាម), sodium bicarbonate (0.5 ក្រាម) និង Rhodapex Ab/20 surfactant (30.92 ក្រាម) (Solvay) ដើម្បីធ្វើឱ្យមានស្ថេរភាពនៃដំណក់ទឹកម៉ូណូម័រចំនួន 30 ។ដោយប្រើសឺរាុំងកញ្ចក់ (វិស្វកម្មកញ្ចក់វិទ្យាសាស្រ្ត) ជាមួយនឹងស្នប់សឺរាុំង aliquot ទីពីរដែលមានផ្ទុកសារធាតុ styrene, butyl acrylate និងអាស៊ីតអាគ្រីលីកដែលបានរាយក្នុងតារាងទី 2 ត្រូវបានបន្ថែមទម្លាក់តាមអត្រា 100 មីលីលីត្រ h-1 ទៅក្នុងសារធាតុ emulsion បឋមក្នុងរយៈពេល 4 ម៉ោង (Cole -Palmer, Mount Vernon, Illinois)។រៀបចំដំណោះស្រាយនៃវត្ថុធាតុ polymerization 59 ដោយប្រើ dHO និង ammonium persulfate (100 ml, 3% w/w) ។
កូរសូលុយស្យុងដែលមាន dHO (206 ក្រាម) សូដ្យូមប៊ីកាបូណាត (1 ក្រាម) និង Rhodapex Ab/20 (4.42 ក្រាម) ដោយប្រើឧបករណ៍កូរលើស (តម្លៃ Heidolph Hei-TORQUE 100) ជាមួយនឹងស្លាបចក្រដែកអ៊ីណុក និងកំដៅដល់ 82 អង្សារសេក្នុង កប៉ាល់អាវទឹកនៅក្នុងអាងងូតទឹកកំដៅ VWR វិទ្យាសាស្រ្ត 1137P ។ដំណោះស្រាយទម្ងន់កាត់បន្ថយនៃម៉ូណូមឺរ (28.21 ក្រាម) និងអ្នកផ្តួចផ្តើម (20.60 ក្រាម) ត្រូវបានបន្ថែមទម្លាក់ចុះទៅក្នុងកប៉ាល់ដែលពាក់អាវហើយកូររយៈពេល 20 នាទី។លាយម៉ូណូម័រដែលនៅសល់ (150 មីលីលីត្រ h-1) និងដំណោះស្រាយអ្នកផ្តួចផ្តើម (27 មីលីលីត្រ h-1) យ៉ាងខ្លាំងក្លាដើម្បីរក្សាភាគល្អិតនៅក្នុងការព្យួររហូតដល់ពួកគេត្រូវបានបញ្ចូលទៅក្នុងអាវទឹកលើសពី 5 ម៉ោងដោយប្រើសឺរាុំង 10 មីលីលីត្រនិង 100 មីលីលីត្ររៀងគ្នានៅក្នុងធុងមួយ។ .បញ្ចប់ដោយស្នប់សឺរាុំង។ល្បឿននៃការកូរត្រូវបានបង្កើនដោយសារតែការកើនឡើងនៃបរិមាណ slurry ដើម្បីធានាបាននូវការរក្សា slurry ។បន្ទាប់ពីបន្ថែមឧបករណ៍ចាប់ផ្តើមនិងសារធាតុ emulsion សីតុណ្ហភាពប្រតិកម្មត្រូវបានកើនឡើងដល់ 85 ° C កូរឱ្យបានល្អនៅ 450 rpm រយៈពេល 30 នាទីបន្ទាប់មកត្រជាក់ដល់ 65 ° C ។បន្ទាប់ពីត្រជាក់ដំណោះស្រាយផ្លាស់ទីលំនៅពីរត្រូវបានបន្ថែមទៅជ័រ: tert-butyl hydroperoxide (t-BHP) (70% ក្នុងទឹក) (5 ក្រាម, 14% ដោយទម្ងន់) និងអាស៊ីត isoascorbic (5 ក្រាម, 10% ដោយទម្ងន់) ។.បន្ថែម t-BHP ទម្លាក់ដោយទម្លាក់ហើយទុក 20 នាទី។បន្ទាប់មក អាស៊ីត Erythorbic ត្រូវបានបន្ថែមក្នុងអត្រា 4 មីលីលីត្រ/ម៉ោង ពីសឺរាុំង 10 មីលីលីត្រ ដោយប្រើស្នប់សឺរាុំង។បន្ទាប់មក សូលុយស្យុងជ័រត្រូវបានធ្វើឱ្យត្រជាក់ដល់សីតុណ្ហភាពក្នុងបន្ទប់ និងកែតម្រូវទៅ pH 7 ជាមួយនឹង 0.1M sodium hydroxide ។
2,2,4-Trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate (Texanol) - សារធាតុចម្រុះដែលអាចរំលាយបាននៃជាតិពុលទាបសម្រាប់ថ្នាំលាបជ័រ 37,60 - ត្រូវបានបន្ថែមដោយសឺរាុំង និងបូមជាបីភាគ (0, 4, 12% v/v) ជាភ្នាក់ងារ coalescing សម្រាប់ល្បាយជ័រដើម្បីជួយសម្រួលដល់ការបង្កើតខ្សែភាពយន្តកំឡុងពេលស្ងួត 37.ភាគរយនៃសារធាតុជ័រត្រូវបានកំណត់ដោយដាក់ 100 µl នៃវត្ថុធាតុ polymer នីមួយៗនៅក្នុងមួកក្រដាសអាលុយមីញ៉ូមដែលបានថ្លឹងមុន ហើយសម្ងួតក្នុងឡនៅសីតុណ្ហភាព 100 អង្សាសេរយៈពេល 24 ម៉ោង។
សម្រាប់ការបញ្ជូនពន្លឺ ល្បាយជ័រនីមួយៗត្រូវបានអនុវត្តទៅស្លាយមីក្រូទស្សន៍ដោយប្រើគូបទម្លាក់ដែកអ៊ីណុកដែលត្រូវបានក្រិតតាមខ្នាតដើម្បីបង្កើតខ្សែភាពយន្ត 100 µm និងស្ងួតនៅសីតុណ្ហភាព 20 អង្សាសេរយៈពេល 48 ម៉ោង។ការបញ្ជូនពន្លឺ (ផ្តោតលើវិទ្យុសកម្មសកម្មរស្មីសំយោគ, λ 400-700 nm) ត្រូវបានវាស់នៅលើ spectroradiometer ILT950 SpectriLight ជាមួយនឹងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញានៅចម្ងាយ 35 សង់ទីម៉ែត្រពីចង្កៀងហ្វ្លុយវ៉េស 30 W (Sylvania Luxline Plus, n = 6) - កន្លែងដែលមានពន្លឺ ប្រភពគឺ cyanobacteria និងសារពាង្គកាយ សមាសធាតុផ្សំត្រូវបានរក្សាទុក។កម្មវិធី Spectrilight III កំណែ 3.5 ត្រូវបានប្រើដើម្បីកត់ត្រាការបំភ្លឺ និងការបញ្ជូននៅក្នុងជួរ λ 400–700 nm61 ។សំណាក​ទាំងអស់​ត្រូវ​បាន​ដាក់​នៅ​លើ​ឧបករណ៍​ចាប់សញ្ញា ហើយ​ស្លាយ​កញ្ចក់​ដែល​មិន​ស្រោប​ត្រូវ​បាន​ប្រើ​ជា​វត្ថុ​បញ្ជា។
សំណាក​ជ័រ​ត្រូវ​បាន​បន្ថែម​ទៅ​ក្នុង​ចាន​ដុតនំ​ស៊ីលីកុន ហើយ​ត្រូវ​បាន​អនុញ្ញាត​ឱ្យ​ស្ងួត​រយៈពេល 24 ម៉ោង​មុន​ពេល​ធ្វើ​តេស្ត​រក​ភាព​រឹង។ដាក់សំណាកជ័រស្ងួតនៅលើមួកដែកក្រោមមីក្រូទស្សន៍ x10 ។បន្ទាប់ពីការផ្តោតអារម្មណ៍សំណាកត្រូវបានវាយតម្លៃលើឧបករណ៍តេស្តភាពរឹងរបស់ Buehler Micromet II ។សំណាកគំរូត្រូវបានទទួលរងនូវកម្លាំងពី 100 ទៅ 200 ក្រាម ហើយពេលវេលាផ្ទុកត្រូវបានកំណត់ត្រឹម 7 វិនាទីដើម្បីបង្កើតស្នាមពេជ្រនៅក្នុងគំរូ។ការបោះពុម្ពនេះត្រូវបានវិភាគដោយប្រើគោលបំណងមីក្រូទស្សន៍ Bruker Alicona × 10 ជាមួយនឹងកម្មវិធីវាស់រាងបន្ថែម។រូបមន្តនៃភាពរឹងរបស់ Vickers (សមីការ 1) ត្រូវបានប្រើដើម្បីគណនាភាពរឹងនៃជ័រនីមួយៗ ដែល HV គឺជាលេខ Vickers F គឺជាកម្លាំងអនុវត្ត ហើយ d គឺជាមធ្យមនៃអង្កត់ទ្រូងចូលបន្ទាត់ដែលគណនាពីកម្ពស់ និងទទឹងនៃជ័រ។តម្លៃចូលបន្ទាត់។ជ័រ "ទន់" មិន​អាច​វាស់​បាន​ដោយ​សារ​តែ​ការ​ស្អិត​ជាប់​និង​ការ​លាតសន្ធឹង​ក្នុង​កំឡុង​ពេល​ធ្វើតេស្ត​ចូល​បន្ទាត់។
ដើម្បីកំណត់សីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរកញ្ចក់ (Tg) នៃសមាសធាតុជ័រ សំណាកវត្ថុធាតុ polymer ត្រូវបានដាក់ក្នុងចានស៊ីលីកាជែលស្ងួតរយៈពេល 24 ម៉ោង ថ្លឹងទម្ងន់ដល់ 0.005 ក្រាម ហើយដាក់ក្នុងចានគំរូ។ម្ហូបត្រូវបានបិទភ្ជាប់ និងដាក់ក្នុងឧបករណ៍វាស់ពណ៌ស្កេនឌីផេរ៉ង់ស្យែល (PerkinElmer DSC 8500, Intercooler II, កម្មវិធីវិភាគទិន្នន័យ Pyris) 62 ។វិធីសាស្រ្តលំហូរកំដៅត្រូវបានប្រើដើម្បីដាក់ពែងយោង និងពែងគំរូនៅក្នុងឡតែមួយជាមួយនឹងឧបករណ៍វាស់សីតុណ្ហភាពដែលភ្ជាប់មកជាមួយដើម្បីវាស់សីតុណ្ហភាព។ផ្លូវជម្រាលសរុបចំនួនពីរត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតខ្សែកោងស្របគ្នា។វិធីសាស្រ្តគំរូត្រូវបានលើកឡើងម្តងហើយម្តងទៀតពី -20 ° C ទៅ 180 ° C ក្នុងអត្រា 20 ° C ក្នុងមួយនាទី។ចំណុចចាប់ផ្តើម និងចុងនីមួយៗត្រូវបានរក្សាទុករយៈពេល 1 នាទី ដើម្បីកំណត់សីតុណ្ហភាពយឺត។
ដើម្បីវាយតម្លៃសមត្ថភាពរបស់ biocomposite ក្នុងការស្រូបយក CO2 សំណាកត្រូវបានរៀបចំ និងធ្វើតេស្តតាមរបៀបដូចគ្នាទៅនឹងការសិក្សាពីមុនរបស់យើង31។ក្រណាត់​លាង​សម្អាត​ស្ងួត និង​ស្វ័យ​ប្រវត្តិ​ត្រូវ​បាន​កាត់​ជា​ច្រូត​ប្រហែល ១ × ១ × ៥ សង់ទីម៉ែត្រ និង​ថ្លឹង។លាប 600 µl នៃ biocoatings ដែលមានប្រសិទ្ធភាពបំផុតពីរនៃសំពាធ cyanobacteria នីមួយៗទៅចុងម្ខាងនៃបន្ទះ loofah នីមួយៗ គ្របដណ្តប់ប្រហែល 1 × 1 × 3 cm ហើយស្ងួតក្នុងទីងងឹតនៅសីតុណ្ហភាព 20°C រយៈពេល 24 ម៉ោង។ដោយសារតែរចនាសម្ព័ន្ធ macroporous នៃ loofah រូបមន្តមួយចំនួនត្រូវបានខ្ជះខ្ជាយ ដូច្នេះប្រសិទ្ធភាពនៃការផ្ទុកកោសិកាគឺមិន 100% ទេ។ដើម្បីជំនះបញ្ហានេះទម្ងន់នៃការរៀបចំស្ងួតនៅលើ loofah ត្រូវបានកំណត់និងធ្វើឱ្យមានលក្ខណៈធម្មតាទៅនឹងការរៀបចំស្ងួតយោង។ការគ្រប់គ្រង Abiotic ដែលរួមមាន loofah, ជ័រ និងឧបករណ៍ផ្ទុកសារធាតុចិញ្ចឹមដែលមិនមានមេរោគត្រូវបានរៀបចំតាមរបៀបស្រដៀងគ្នា។
ដើម្បីអនុវត្តការធ្វើតេស្តស្រូបយកឧស្ម័នកាបូនិកពាក់កណ្តាលបាច់ សូមដាក់ biocomposite (n = 3) នៅក្នុងបំពង់កែវ 50ml ដើម្បីឱ្យចុងម្ខាងនៃ biocomposite (ដោយគ្មាន biocoating) មានទំនាក់ទំនងជាមួយឧបករណ៍ផ្ទុកលូតលាស់ 5ml ដែលអនុញ្ញាតឱ្យសារធាតុចិញ្ចឹមទៅ ត្រូវបានដឹកជញ្ជូនដោយសកម្មភាព capillary ។.ដបត្រូវបានផ្សាភ្ជាប់ជាមួយនឹងឆ្នុកកៅស៊ូ butyl ដែលមានអង្កត់ផ្ចិត 20 មីលីម៉ែត្រ និងបិទដោយមួកអាលុយមីញ៉ូមពណ៌ប្រាក់។នៅពេលបិទជិត ចាក់ 45 មីលីលីត្រនៃ 5% CO2 / ខ្យល់ជាមួយនឹងម្ជុលមាប់មគដែលភ្ជាប់ទៅនឹងសឺរាុំងដែលមានឧស្ម័ន។ដង់ស៊ីតេកោសិកានៃការព្យួរវត្ថុបញ្ជា (n = 3) គឺស្មើនឹងបន្ទុកកោសិកានៃ biocomposite នៅក្នុងឧបករណ៍ផ្ទុកសារធាតុចិញ្ចឹម។ការធ្វើតេស្តត្រូវបានអនុវត្តនៅ 18 ± 2 ° C ជាមួយនឹងរយៈពេល photoperiod នៃ 16:8 និង photoperiod នៃ 30.5 µmol m-2 s-1 ។ចន្លោះក្បាលត្រូវបានយកចេញរៀងរាល់ 2 ថ្ងៃម្តងដោយប្រើសឺរាុំងបិទជិតឧស្ម័ន ហើយវិភាគជាមួយម៉ែត្រ CO2 ជាមួយនឹងការស្រូបយកអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ GEOTech G100 ដើម្បីកំណត់ភាគរយនៃការស្រូបយកឧស្ម័នកាបូនិក។បន្ថែមបរិមាណស្មើគ្នានៃល្បាយឧស្ម័ន CO2 ។
% CO2 ជួសជុលត្រូវបានគណនាដូចខាងក្រោម: % CO2 ជួសជុល = 5% (v/v) – សរសេរ %CO2 (សមីការ 2) ដែល P = សម្ពាធ V = បរិមាណ T = សីតុណ្ហភាព និង R = ឧស្ម័នដ៏ល្អ។
អត្រាស្រូបយកឧស្ម័នកាបូនិកដែលបានរាយការណ៍សម្រាប់ការគ្រប់គ្រងការផ្អាកនៃសារធាតុ cyanobacteria និង biocomposites ត្រូវបានធ្វើឱ្យមានលក្ខណៈធម្មតាចំពោះការគ្រប់គ្រងដែលមិនមែនជាជីវសាស្ត្រ។ឯកតាមុខងារនៃជីវម៉ាស់ g គឺជាបរិមាណនៃជីវម៉ាស់ស្ងួតដែលត្រូវបាន immobilized នៅលើ washcloth ។វាត្រូវបានកំណត់ដោយថ្លឹងសំណាក loofah មុន និងក្រោយពេលជួសជុលកោសិកា។គណនេយ្យសម្រាប់ម៉ាស់ផ្ទុកកោសិកា (សមមូលជីវម៉ាស់) ដោយថ្លឹងទម្ងន់រៀងៗខ្លួនលើការត្រៀមលក្ខណៈមុន និងក្រោយពេលស្ងួត និងដោយការគណនាដង់ស៊ីតេនៃការរៀបចំកោសិកា (សមីការ 3) ។ការរៀបចំកោសិកាត្រូវបានគេសន្មត់ថាមានភាពដូចគ្នាក្នុងអំឡុងពេលជួសជុល។
Minitab 18 និង Microsoft Excel ជាមួយនឹងការបន្ថែម RealStatistics ត្រូវបានប្រើសម្រាប់ការវិភាគស្ថិតិ។ភាពធម្មតាត្រូវបានសាកល្បងដោយប្រើតេស្ត Anderson-Darling ហើយភាពស្មើគ្នានៃការប្រែប្រួលត្រូវបានសាកល្បងដោយប្រើតេស្ត Levene ។ទិន្នន័យដែលបំពេញការសន្មត់ទាំងនេះត្រូវបានវិភាគដោយប្រើការវិភាគពីរផ្លូវនៃការប្រែប្រួល (ANOVA) ជាមួយនឹងការធ្វើតេស្តរបស់ Tukey ជាការវិភាគក្រោយម៉ោង។ទិន្នន័យពីរផ្លូវដែលមិនបំពេញតាមការសន្មត់នៃភាពធម្មតា និងភាពខុសគ្នាស្មើគ្នាត្រូវបានវិភាគដោយប្រើការធ្វើតេស្ត Shirer-Ray-Hara ហើយបន្ទាប់មកការធ្វើតេស្ត Mann-Whitney U-test ដើម្បីកំណត់ពីសារៈសំខាន់រវាងការព្យាបាល។គំរូចម្រុះលីនេអ៊ែរទូទៅ (GLM) ត្រូវបានប្រើសម្រាប់ទិន្នន័យមិនប្រក្រតីជាមួយនឹងកត្តាបី ដែលទិន្នន័យត្រូវបានបំប្លែងដោយប្រើ Johnson transform63។ការជាប់ទាក់ទងគ្នាមួយភ្លែតនៃផលិតផល Pearson ត្រូវបានអនុវត្តដើម្បីវាយតម្លៃទំនាក់ទំនងរវាងកំហាប់ Texanol សីតុណ្ហភាពផ្លាស់ប្តូរកញ្ចក់ និងទិន្នន័យជាតិពុល និងសារធាតុស្អិត។