Terima kasih telah mengunjungi Nature.com.Anda menggunakan versi browser dengan dukungan CSS terbatas.Untuk pengalaman terbaik, kami menyarankan Anda menggunakan browser yang diperbarui (atau menonaktifkan Mode Kompatibilitas di Internet Explorer).Selain itu, untuk memastikan dukungan berkelanjutan, kami menampilkan situs tanpa gaya dan JavaScript.
Menampilkan carousel tiga slide sekaligus.Gunakan tombol Sebelumnya dan Berikutnya untuk berpindah melalui tiga slide sekaligus, atau gunakan tombol penggeser di akhir untuk berpindah melalui tiga slide sekaligus.
Penangkapan dan penyimpanan karbon sangat penting untuk mencapai tujuan Perjanjian Paris.Fotosintesis adalah teknologi alam untuk menangkap karbon.Mengambil inspirasi dari lumut kerak, kami mengembangkan biokomposit fotosintetik cyanobacteria 3D (yaitu meniru lumut) menggunakan polimer lateks akrilik yang diaplikasikan pada spons loofah.Laju serapan CO2 oleh biokomposit adalah 1,57 ± 0,08 g CO2 g-1 biomassa d-1.Laju serapan didasarkan pada biomassa kering pada awal percobaan dan mencakup CO2 yang digunakan untuk menumbuhkan biomassa baru serta CO2 yang terkandung dalam senyawa penyimpanan seperti karbohidrat.Tingkat serapan ini 14-20 kali lebih tinggi dibandingkan upaya pengendalian lumpur dan berpotensi ditingkatkan untuk menangkap 570 t CO2 t-1 biomassa per tahun-1, setara dengan 5,5-8,17 × 106 hektar penggunaan lahan, menghilangkan 8-12 GtCO2 CO2 per tahun.Sebaliknya, bioenergi hutan dengan penangkapan dan penyimpanan karbon berukuran 0,4–1,2 × 109 ha.Biokomposit tetap berfungsi selama 12 minggu tanpa tambahan nutrisi atau air, setelah itu percobaan dihentikan.Dalam konteks teknologi umat manusia yang memiliki banyak aspek untuk memerangi perubahan iklim, biokomposit sianobakteri yang direkayasa dan dioptimalkan mempunyai potensi untuk diterapkan secara berkelanjutan dan terukur guna meningkatkan penghilangan CO2 sekaligus mengurangi hilangnya air, unsur hara, dan penggunaan lahan.
Perubahan iklim merupakan ancaman nyata terhadap keanekaragaman hayati global, stabilitas ekosistem, dan manusia.Untuk memitigasi dampak terburuknya, diperlukan program dekarburisasi yang terkoordinasi dan berskala besar, dan tentu saja diperlukan suatu bentuk penghilangan gas rumah kaca secara langsung dari atmosfer.Meskipun dekarbonisasi pembangkit listrik positif2,3, saat ini belum ada solusi teknologi yang berkelanjutan secara ekonomi untuk mengurangi karbon dioksida (CO2) di atmosfer4, meskipun penangkapan gas buang mengalami kemajuan5.Daripada menggunakan solusi rekayasa yang terukur dan praktis, masyarakat harus beralih ke insinyur alami untuk menangkap karbon – organisme fotosintetik (organisme fototrofik).Fotosintesis adalah teknologi penyerapan karbon di alam, namun kemampuannya untuk membalikkan pengayaan karbon antropogenik dalam skala waktu yang berarti masih dipertanyakan, enzim tidak efisien, dan kemampuannya untuk digunakan pada skala yang tepat juga dipertanyakan.Jalan potensial untuk fototrofi adalah penghijauan, yang menebang pohon untuk bioenergi dengan penangkapan dan penyimpanan karbon (BECCS) sebagai teknologi emisi negatif yang dapat membantu mengurangi emisi bersih CO21.Namun, untuk mencapai target suhu Perjanjian Paris sebesar 1,5°C dengan menggunakan BECCS sebagai metode utama, diperlukan lahan seluas 0,4 hingga 1,2 × 109 ha, setara dengan 25–75% dari lahan subur global saat ini6.Selain itu, ketidakpastian yang terkait dengan dampak global dari pemupukan CO2 menimbulkan pertanyaan mengenai potensi efisiensi hutan tanaman secara keseluruhan7.Jika kita ingin mencapai target suhu yang ditetapkan oleh Perjanjian Paris, 100 detik GtCO2 gas rumah kaca (GGR) harus dihilangkan dari atmosfer setiap tahunnya.Departemen Riset dan Inovasi Inggris baru-baru ini mengumumkan pendanaan untuk lima proyek GGR8 termasuk pengelolaan lahan gambut, peningkatan pelapukan batuan, penanaman pohon, biochar, dan tanaman tahunan untuk mendukung proses BECCS.Biaya yang diperlukan untuk menghilangkan lebih dari 130 MtCO2 dari atmosfer per tahun adalah 10-100 US$/tCO2, 0,2-8,1 MtCO2 per tahun untuk restorasi lahan gambut, 52-480 US$/tCO2, dan 12-27 MtCO2 per tahun untuk pelapukan batuan. , 0,4-30 USD/tahun.tCO2, 3,6 MtCO2/tahun, peningkatan kawasan hutan sebesar 1%, 0,4-30 US$/tCO2, 6-41 MtCO2/tahun, biochar, 140-270 US$/tCO2, 20 –70 Mt CO2 per tahun untuk tanaman permanen yang menggunakan BECCS9.
Kombinasi dari pendekatan-pendekatan ini berpotensi mencapai target 130 Mt CO2 per tahun, namun biaya pelapukan batuan dan BECCS tergolong tinggi, dan biochar, meskipun relatif murah dan tidak terkait dengan penggunaan lahan, memerlukan bahan baku untuk proses produksi biochar.menawarkan pengembangan dan nomor ini untuk menerapkan teknologi GGR lainnya.
Daripada mencari solusi di darat, carilah air, terutama fototrof bersel tunggal seperti mikroalga dan cyanobacteria10.Alga (termasuk cyanobacteria) menangkap sekitar 50% karbon dioksida dunia, meskipun hanya menyumbang 1% biomassa dunia11.Cyanobacteria adalah biogeoengineer asli alam, yang meletakkan dasar bagi metabolisme pernapasan dan evolusi kehidupan multiseluler melalui fotosintesis oksigen12.Ide menggunakan cyanobacteria untuk menangkap karbon bukanlah hal baru, tetapi metode penempatan fisik yang inovatif membuka cakrawala baru bagi organisme purba ini.
Kolam terbuka dan fotobioreaktor adalah aset default ketika menggunakan mikroalga dan cyanobacteria untuk keperluan industri.Sistem kultur ini menggunakan kultur suspensi dimana sel-sel mengapung bebas dalam media pertumbuhan14;namun, kolam dan fotobioreaktor memiliki banyak kelemahan seperti rendahnya perpindahan massa CO2, penggunaan lahan dan air secara intensif, kerentanan terhadap biofouling, serta biaya konstruksi dan pengoperasian yang tinggi15,16.Bioreaktor biofilm yang tidak menggunakan kultur suspensi lebih ekonomis dalam hal air dan ruang, namun berisiko mengalami kerusakan akibat pengeringan, rentan terhadap pelepasan biofilm (dan karenanya hilangnya biomassa aktif), dan juga rentan terhadap biofouling17.
Pendekatan baru diperlukan untuk meningkatkan laju penyerapan CO2 dan mengatasi masalah yang membatasi reaktor slurry dan biofilm.Salah satu pendekatan tersebut adalah biokomposit fotosintetik yang terinspirasi oleh lumut kerak.Lumut kerak merupakan suatu kompleks jamur dan fotobion (mikroalga dan/atau sianobakteri) yang menutupi sekitar 12% luas daratan bumi18.Jamur memberikan dukungan fisik, perlindungan, dan penahan substrat fotobiotik, yang pada gilirannya menyediakan karbon bagi jamur (sebagai produk fotosintesis berlebih).Biokomposit yang diusulkan adalah “lichen mimetic”, di mana populasi cyanobacteria terkonsentrasi diimobilisasi dalam bentuk biocoating tipis pada substrat pembawa.Selain sel, biocoating juga mengandung matriks polimer yang mampu menggantikan jamur.Emulsi polimer berbahan dasar air atau “lateks” lebih disukai karena bersifat biokompatibel, tahan lama, murah, mudah ditangani dan tersedia secara komersial19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26.
Fiksasi sel dengan polimer lateks sangat dipengaruhi oleh komposisi lateks dan proses pembentukan film.Polimerisasi emulsi adalah proses heterogen yang digunakan untuk memproduksi karet sintetis, pelapis perekat, pelapis, bahan tambahan beton, pelapis kertas dan tekstil, serta cat lateks27.Ini memiliki sejumlah keunggulan dibandingkan metode polimerisasi lainnya, seperti laju reaksi yang tinggi dan efisiensi konversi monomer, serta kemudahan pengendalian produk27,28.Pemilihan monomer bergantung pada sifat yang diinginkan dari film polimer yang dihasilkan, dan untuk sistem monomer campuran (yaitu kopolimerisasi), sifat polimer dapat diubah dengan memilih rasio monomer berbeda yang membentuk bahan polimer yang dihasilkan.Butil akrilat dan stirena adalah monomer lateks akrilik yang paling umum dan digunakan di sini.Selain itu, bahan penggabung (misalnya Texanol) sering digunakan untuk mendorong pembentukan lapisan film yang seragam dimana bahan tersebut dapat mengubah sifat lateks polimer untuk menghasilkan lapisan yang kuat dan “kontinu” (penggabungan).Dalam studi pembuktian konsep awal kami, biokomposit 3D dengan luas permukaan tinggi dan porositas tinggi dibuat menggunakan cat lateks komersial yang diaplikasikan pada spons loofah.Setelah manipulasi yang lama dan terus menerus (delapan minggu), biokomposit menunjukkan kemampuan terbatas untuk mempertahankan cyanobacteria pada perancah loofah karena pertumbuhan sel melemahkan integritas struktural lateks.Dalam penelitian ini, kami bertujuan untuk mengembangkan serangkaian polimer lateks akrilik dengan kandungan kimia yang dikenal untuk penggunaan berkelanjutan dalam aplikasi penangkapan karbon tanpa mengorbankan degradasi polimer.Dengan melakukan hal tersebut, kami telah menunjukkan kemampuan untuk menciptakan elemen matriks polimer mirip lumut yang memberikan peningkatan kinerja biologis dan peningkatan elastisitas mekanis secara signifikan dibandingkan dengan biokomposit yang telah terbukti.Optimalisasi lebih lanjut akan mempercepat penyerapan biokomposit untuk penangkapan karbon, terutama bila dikombinasikan dengan cyanobacteria yang dimodifikasi secara metabolik untuk meningkatkan penyerapan CO2.
Sembilan lateks dengan tiga formulasi polimer (H = “keras”, N = “normal”, S = “lunak”) dan tiga jenis Texanol (0, 4, 12% v/v) diuji toksisitas dan korelasi regangannya.Perekat.dari dua cyanobacteria.Jenis lateks berpengaruh nyata terhadap S. elongatus PCC 7942 (uji Shirer-Ray-Hare, lateks: DF=2, H=23.157, P=<0.001) dan CCAP 1479/1A (two-way ANOVA, latex: DF=2, F = 103,93, P = <0,001) (Gbr. 1a).Konsentrasi texanol tidak berpengaruh signifikan terhadap pertumbuhan S. elongatus PCC 7942, hanya N-lateks yang tidak beracun (Gambar 1a), dan 0 N dan 4 N mempertahankan pertumbuhan masing-masing sebesar 26% dan 35% (Mann- Whitney U, 0 N vs. 4 N: W = 13,50, P = 0,245; 0 N versus kontrol: W = 25,0, P = 0,061; 4 N versus kontrol: W = 25,0, P = 0,061) dan 12 N mempertahankan pertumbuhan yang sebanding terhadap pengendalian hayati (Mann-Whitney University, 12 N vs. kontrol: W = 17,0, P = 0,885).Untuk S. elongatus CCAP 1479/1A, campuran lateks dan konsentrasi texanol merupakan faktor penting, dan interaksi yang signifikan diamati antara keduanya (ANOVA dua arah, lateks: DF=2, F=103.93, P=<0.001, Texanol : DF=2, F=5.96, P=0.01, Lateks*Teksanol: DF=4, F=3.41, P=0.03).0 N dan semua lateks “lunak” mendorong pertumbuhan (Gbr. 1a).Ada kecenderungan untuk meningkatkan pertumbuhan dengan menurunnya komposisi stirena.
Uji toksisitas dan adhesi cyanobacteria (Synechococcus elongatus PCC 7942 dan CCAP 1479/1A) terhadap formulasi lateks, hubungannya dengan suhu transisi gelas (Tg) dan matriks keputusan berdasarkan data toksisitas dan adhesi.(a) Uji toksisitas dilakukan dengan menggunakan plot terpisah dari persentase pertumbuhan cyanobacteria yang dinormalisasi untuk mengendalikan kultur suspensi.Perlakuan yang diberi tanda * berbeda nyata dengan kontrol.(b) Data pertumbuhan Cyanobacteria versus lateks Tg (rata-rata ± SD; n = 3).(c) Jumlah kumulatif cyanobacteria yang dilepaskan dari uji adhesi biokomposit.(d) Data adhesi versus Tg lateks (rata-rata ± StDev; n = 3).e Matriks keputusan berdasarkan data toksisitas dan adhesi.Perbandingan stirena dan butil akrilat adalah 1:3 untuk lateks “keras” (H), 1:1 untuk “normal” (N) dan 3:1 untuk “lunak” (S).Angka-angka sebelumnya pada kode lateks sesuai dengan kandungan Texanol.
Dalam kebanyakan kasus, viabilitas sel menurun dengan meningkatnya konsentrasi texanol, namun tidak ada korelasi yang signifikan untuk strain mana pun (CCAP 1479/1A: DF = 25, r = -0.208, P = 0.299; PCC 7942: DF = 25, r = – 0,127, P = 0,527).Pada gambar.Gambar 1b menunjukkan hubungan antara pertumbuhan sel dan suhu transisi gelas (Tg).Terdapat korelasi negatif yang kuat antara konsentrasi 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 bahwa Tg optimal untuk pertumbuhan S. elongatus PCC 7942 adalah sekitar 17 °C (Gambar 1b), sedangkan S. elongatus CCAP 1479/1A menyukai Tg di bawah 0 °C (Gambar 1b).Hanya S. elongatus CCAP 1479/1A yang memiliki korelasi negatif kuat antara Tg dan data toksisitas (DF=25, r=-0.857, P=<0.001).
Semua lateks memiliki afinitas adhesi yang baik, dan tidak ada satupun yang melepaskan lebih dari 1% sel setelah 72 jam (Gbr. 1c).Tidak terdapat perbedaan bermakna antara lateks kedua strain S. elongatus (PCC 7942: uji Scheirer-Ray-Hara, Latex*Texanol, DF=4, H=0.903; P=0.924; CCAP 1479/1A: Scheirer- tes sinar).– Uji kelinci, lateks*texanol, DF=4, H=3,277, P=0,513).Ketika konsentrasi Texanol meningkat, lebih banyak sel yang dilepaskan (Gambar 1c).dibandingkan dengan S. elongatus PCC 7942 (DF=25, r=-0.660, P=<0.001) (Gambar 1d).Selain itu, tidak ada hubungan statistik antara Tg dan adhesi sel kedua strain (PCC 7942: DF=25, r=0.301, P=0.127; CCAP 1479/1A: DF=25, r=0.287, P=0.147).
Untuk kedua strain tersebut, polimer lateks “keras” tidak efektif.Sebaliknya, 4N dan 12N memiliki kinerja terbaik terhadap S. elongatus PCC 7942, sedangkan 4S dan 12S memiliki kinerja terbaik terhadap CCAP 1479/1A (Gbr. 1e), meskipun jelas terdapat ruang untuk optimalisasi lebih lanjut dari matriks polimer.Polimer ini telah digunakan dalam uji serapan CO2 bersih semi-batch.
Fotofisiologi dipantau selama 7 hari menggunakan sel yang tersuspensi dalam komposisi lateks berair.Secara umum, laju fotosintesis nyata (PS) dan hasil kuantum maksimum PSII (Fv/Fm) menurun seiring berjalannya waktu, namun penurunan ini tidak merata dan beberapa kumpulan data PS menunjukkan respons bifasik, yang menunjukkan respons parsial, meskipun terjadi pemulihan secara real-time aktivitas PS yang lebih pendek (Gbr. 2a dan 3b).Respons Fv/Fm bifasik kurang terasa (Gambar 2b dan 3b).
(a) Laju fotosintesis semu (PS) dan (b) hasil kuantum PSII maksimum (Fv/Fm) Synechococcus elongatus PCC 7942 sebagai respons terhadap formulasi lateks dibandingkan dengan kultur suspensi kontrol.Perbandingan stirena dan butil akrilat adalah 1:3 untuk lateks “keras” (H), 1:1 untuk “normal” (N) dan 3:1 untuk “lunak” (S).Angka-angka sebelumnya pada kode lateks sesuai dengan kandungan Texanol.(rata-rata ± simpangan baku; n = 3).
(a) Laju fotosintesis nyata (PS) dan (b) hasil kuantum PSII maksimum (Fv/Fm) Synechococcus elongatus CCAP 1479/1A sebagai respons terhadap formulasi lateks dibandingkan dengan kultur suspensi kontrol.Perbandingan stirena dan butil akrilat adalah 1:3 untuk lateks “keras” (H), 1:1 untuk “normal” (N) dan 3:1 untuk “lunak” (S).Angka-angka sebelumnya pada kode lateks sesuai dengan kandungan Texanol.(rata-rata ± simpangan baku; n = 3).
Untuk S. elongatus PCC 7942, komposisi lateks dan konsentrasi Texanol tidak mempengaruhi PS dari waktu ke waktu (GLM, Latex*Texanol*Time, DF = 28, F = 1.49, P = 0.07), meskipun komposisi merupakan faktor penting ( GLM)., lateks*waktu, DF = 14, F = 3.14, P = <0.001) (Gbr. 2a).Tidak ada pengaruh yang signifikan konsentrasi Texanol terhadap waktu (GLM, Texanol*time, DF=14, F=1.63, P=0.078).Terdapat interaksi yang signifikan mempengaruhi Fv/Fm (GLM, Latex*Texanol*Time, DF=28, F=4.54, P=<0.001).Interaksi antara formulasi lateks dan konsentrasi Texanol berpengaruh nyata terhadap Fv/Fm (GLM, Latex*Texanol, DF=4, F=180.42, P=<0.001).Setiap parameter juga mempengaruhi Fv/Fm seiring waktu (GLM, Latex*Time, DF=14, F=9.91, P=<0.001 dan Texanol*Time, DF=14, F=10.71, P=< 0.001).Lateks 12H mempertahankan nilai rata-rata PS dan Fv/Fm terendah (Gbr. 2b), menunjukkan bahwa polimer ini lebih beracun.
PS S. elongatus CCAP 1479/1A berbeda nyata (GLM, lateks *Texanol* waktu, DF = 28, F = 2.75, P = <0.001), dengan komposisi lateks dibandingkan konsentrasi Texanol (GLM, Latex*time, DF =14, F=6,38, P=<0,001, GLM, Texanol*waktu, DF=14, F=1,26, P=0,239).Polimer “lunak” 0S dan 4S mempertahankan tingkat kinerja PS yang sedikit lebih tinggi dibandingkan suspensi kontrol (Mann-Whitney U, 0S versus kontrol, W = 686.0, P = 0.044, 4S versus kontrol, W = 713, P = 0.01) dan mempertahankan peningkatan Fv./Fm (Gbr. 3a) menunjukkan transportasi yang lebih efisien ke Fotosistem II.Untuk nilai Fv/Fm sel CCAP 1479/1A, terdapat perbedaan lateks yang signifikan dari waktu ke waktu (GLM, Latex*Texanol*Time, DF=28, F=6.00, P=<0.001) (Gambar 3b).).
Pada gambar.Gambar 4 menunjukkan rata-rata PS dan Fv/Fm selama periode 7 hari sebagai fungsi pertumbuhan sel untuk setiap strain.S. elongatus PCC 7942 tidak memiliki pola yang jelas (Gambar 4a dan b), namun CCAP 1479/1A menunjukkan hubungan parabola antara nilai PS (Gambar 4c) dan Fv/Fm (Gambar 4d) sebagai rasio stirena dan butil akrilat meningkat seiring perubahan.
Hubungan pertumbuhan dan fotofisiologi Synechococcus longum pada sediaan lateks.(a) Data toksisitas diplot terhadap laju fotosintesis semu (PS), (b) hasil kuantum PSII maksimum (Fv/Fm) dari PCC 7942. c Data toksisitas diplot terhadap PS dan d Fv/Fm CCAP 1479/1A.Perbandingan stirena dan butil akrilat adalah 1:3 untuk lateks “keras” (H), 1:1 untuk “normal” (N) dan 3:1 untuk “lunak” (S).Angka-angka sebelumnya pada kode lateks sesuai dengan kandungan Texanol.(rata-rata ± simpangan baku; n = 3).
Biokomposit PCC 7942 memiliki efek terbatas pada retensi sel dengan pencucian sel yang signifikan selama empat minggu pertama (Gambar 5).Setelah fase awal serapan CO2, sel-sel yang difiksasi dengan lateks 12 N mulai melepaskan CO2, dan pola ini bertahan antara hari ke 4 dan 14 (Gbr. 5b).Data ini konsisten dengan pengamatan perubahan warna pigmen.Penyerapan CO2 bersih dimulai lagi dari hari ke 18. Meskipun terjadi pelepasan sel (Gbr. 5a), biokomposit PCC 7942 12 N masih mengumpulkan lebih banyak CO2 dibandingkan suspensi kontrol selama 28 hari, meskipun sedikit (uji Mann-Whitney U, W = 2275.5; P = 0,066).Laju penyerapan CO2 oleh lateks 12 N dan 4 N adalah 0,51 ± 0,34 dan 1,18 ± 0,29 g CO2 g-1 biomassa d-1.Terdapat perbedaan yang signifikan secara statistik antara tingkat perlakuan dan waktu (uji Chairer-Ray-Hare, perlakuan: DF=2, H=70.62, P=<0.001 waktu: DF=13, H=23.63, P=0.034), namun tidak.ada hubungan yang signifikan antara pengobatan dan waktu (uji Chairer-Ray-Har, waktu*pengobatan: DF=26, H=8.70, P=0.999).
Uji serapan CO2 setengah batch pada biokomposit Synechococcus elongatus PCC 7942 menggunakan lateks 4N dan 12N.(a) Gambar menunjukkan pelepasan sel dan perubahan warna pigmen, serta gambar SEM biokomposit sebelum dan sesudah pengujian.Garis titik-titik putih menunjukkan lokasi pengendapan sel pada biokomposit.(b) Penyerapan bersih CO2 kumulatif selama periode empat minggu.Lateks “Normal” (N) memiliki perbandingan stirena dan butil akrilat sebesar 1:1.Angka-angka sebelumnya pada kode lateks sesuai dengan kandungan Texanol.(rata-rata ± simpangan baku; n = 3).
Retensi sel meningkat secara signifikan untuk strain CCAP 1479/1A dengan 4S dan 12S, meskipun pigmen perlahan berubah warna seiring waktu (Gbr. 6a).Biocomposite CCAP 1479/1A menyerap CO2 selama 84 hari penuh (12 minggu) tanpa tambahan suplemen nutrisi.Analisis SEM (Gambar 6a) mengkonfirmasi pengamatan visual pelepasan sel kecil.Awalnya, sel-sel terbungkus dalam lapisan lateks yang mempertahankan integritasnya meskipun sel tumbuh.Tingkat serapan CO2 secara signifikan lebih tinggi dibandingkan kelompok kontrol (uji Scheirer-Ray-Har, perlakuan: DF=2; H=240.59; P=<0.001, waktu: DF=42; H=112; P=<0.001 ) ( Gambar 6b).Biokomposit 12S mencapai serapan CO2 tertinggi (1,57 ± 0,08 g CO2 g-1 biomassa per hari), sedangkan lateks 4S sebesar 1,13 ± 0,41 g CO2 g-1 biomassa per hari, namun perbedaannya tidak signifikan (Mann-Whitney U .test, W = 1507.50; P = 0.07) dan tidak ada interaksi yang signifikan antara perlakuan dan waktu (uji Shirer-Rey-Hara, waktu * perlakuan: DF = 82; H = 10 .37; P = 1.000).
Pengujian serapan CO2 setengah lot menggunakan biokomposit Synechococcus elongatus CCAP 1479/1A dengan lateks 4N dan 12N.(a) Gambar menunjukkan pelepasan sel dan perubahan warna pigmen, serta gambar SEM biokomposit sebelum dan sesudah pengujian.Garis titik-titik putih menunjukkan lokasi pengendapan sel pada biokomposit.(b) Serapan CO2 bersih kumulatif selama periode dua belas minggu.Lateks “Lembut” (S) mempunyai perbandingan stirena dan butil akrilat sebesar 1:1.Angka-angka sebelumnya pada kode lateks sesuai dengan kandungan Texanol.(rata-rata ± simpangan baku; n = 3).
S. elongatus PCC 7942 (uji Shirer-Ray-Har, waktu*pengobatan: DF=4, H=3.243, P=0.518) atau biokomposit S. elongatus CCAP 1479/1A (dua-ANOVA, waktu*pengobatan: DF=8 , F = 1,79, P = 0,119) (Gbr. S4).Biokomposit PCC 7942 memiliki kandungan karbohidrat tertinggi pada minggu ke-2 (4 N = 59,4 ± 22,5 wt%, 12 N = 67,9 ± 3,3 wt%), sedangkan suspensi kontrol memiliki kandungan karbohidrat tertinggi pada minggu ke-4 (kontrol = 59,6 ± 2,84% w/w).Kandungan karbohidrat total biokomposit CCAP 1479/1A sebanding dengan suspensi kontrol kecuali pada awal percobaan, dengan beberapa perubahan pada lateks 12S pada minggu ke 4. Nilai tertinggi untuk biokomposit adalah 51,9 ± 9,6 wt% untuk 4S dan 77,1 ± 17,0% berat untuk 12S.
Kami berangkat untuk menunjukkan kemungkinan desain untuk meningkatkan integritas struktural lapisan polimer lateks film tipis sebagai komponen penting dari konsep biokomposit meniru lumut tanpa mengorbankan biokompatibilitas atau kinerja.Memang benar, jika tantangan struktural yang terkait dengan pertumbuhan sel dapat diatasi, kami mengharapkan peningkatan kinerja yang signifikan dibandingkan biokomposit eksperimental kami, yang sudah sebanding dengan sistem penangkapan karbon cyanobacteria dan mikroalga lainnya.
Pelapis harus tidak beracun, tahan lama, mendukung adhesi sel jangka panjang, dan harus berpori untuk mendorong perpindahan massa CO2 dan degassing O2 yang efisien.Polimer akrilik jenis lateks mudah dibuat dan banyak digunakan dalam industri cat, tekstil, dan perekat30.Kami menggabungkan cyanobacteria dengan emulsi polimer lateks akrilik berbasis air yang dipolimerisasi dengan rasio spesifik partikel stirena/butil akrilat dan berbagai konsentrasi Texanol.Stirena dan butil akrilat dipilih karena dapat mengontrol sifat fisik, terutama elastisitas dan efisiensi penggabungan lapisan (penting untuk lapisan yang kuat dan berperekat tinggi), memungkinkan sintesis agregat partikel “keras” dan “lunak”.Data toksisitas menunjukkan bahwa lateks “keras” dengan kandungan stirena tinggi tidak kondusif bagi kelangsungan hidup cyanobacteria.Berbeda dengan butil akrilat, stirena dianggap beracun bagi alga32,33.Strain Cyanobacteria bereaksi sangat berbeda terhadap lateks, dan suhu transisi gelas optimal (Tg) ditentukan untuk S. elongatus PCC 7942, sedangkan S. elongatus CCAP 1479/1A menunjukkan hubungan linier negatif dengan Tg.
Suhu pengeringan mempengaruhi kemampuan pembentukan film lateks seragam yang kontinyu.Jika suhu pengeringan di bawah Suhu Pembentukan Film Minimum (MFFT), partikel lateks polimer tidak akan menyatu sepenuhnya sehingga hanya terjadi adhesi pada antarmuka partikel.Film yang dihasilkan memiliki daya rekat dan kekuatan mekanik yang buruk dan bahkan mungkin berbentuk bubuk29.MFFT berkaitan erat dengan Tg, yang dapat dikontrol dengan komposisi monomer dan penambahan koalesen seperti Texanol.Tg menentukan banyak sifat fisik lapisan yang dihasilkan, yang mungkin dalam keadaan kenyal atau seperti kaca34.Menurut persamaan Flory-Fox35, Tg bergantung pada jenis monomer dan persentase komposisi relatif.Penambahan koalesen dapat menurunkan MFFT dengan menekan Tg partikel lateks secara intermiten, yang memungkinkan pembentukan lapisan film pada suhu yang lebih rendah, namun tetap membentuk lapisan yang keras dan kuat karena koalesen perlahan menguap seiring waktu atau telah terekstraksi 36 .
Peningkatan konsentrasi Texanol mendorong pembentukan lapisan dengan cara melunakkan partikel polimer (mengurangi Tg) akibat penyerapan oleh partikel selama pengeringan, sehingga meningkatkan kekuatan lapisan kohesif dan daya rekat sel.Karena biokomposit dikeringkan pada suhu kamar (~18–20°C), Tg (30 hingga 55°C) dari lateks “keras” lebih tinggi dari suhu pengeringan, yang berarti penggabungan partikel mungkin tidak optimal, sehingga mengakibatkan Lapisan film B yang tetap seperti kaca, sifat mekanik dan perekat yang buruk, elastisitas dan difusivitas yang terbatas30 pada akhirnya menyebabkan hilangnya sel yang lebih besar.Pembentukan film dari polimer “normal” dan “lunak” terjadi pada atau di bawah Tg film polimer, dan pembentukan film ditingkatkan dengan meningkatkan penggabungan, menghasilkan film polimer kontinu dengan sifat mekanik, kohesif, dan perekat yang lebih baik.Film yang dihasilkan akan tetap kenyal selama percobaan penangkapan CO2 karena Tg-nya mendekati suhu (“campuran normal”: 12 hingga 20 ºC) atau jauh lebih rendah (“campuran lunak”: -21 hingga -13 °C ) hingga suhu sekitar 30 .Lateks “keras” (3,4 hingga 2,9 kgf mm–1) tiga kali lebih keras dibandingkan lateks “normal” (1,0 hingga 0,9 kgf mm–1).Kekerasan lateks “lunak” tidak dapat diukur dengan kekerasan mikro karena sifat kenyal dan lengketnya yang berlebihan pada suhu kamar.Muatan permukaan juga dapat mempengaruhi afinitas adhesi, namun diperlukan lebih banyak data untuk memberikan informasi yang berarti.Namun, semua lateks secara efektif mempertahankan sel, melepaskan kurang dari 1%.
Produktivitas fotosintesis menurun seiring waktu.Paparan polistiren menyebabkan gangguan membran dan stres oksidatif38,39,40,41.Nilai Fv/Fm S. elongatus CCAP 1479/1A yang dipaparkan pada 0S dan 4S hampir dua kali lebih tinggi dibandingkan dengan kontrol suspensi, yang sesuai dengan tingkat serapan CO2 dari biokomposit 4S, serta dengan nilai PS rata-rata yang lebih rendah.nilai-nilai.Nilai Fv/Fm yang lebih tinggi menunjukkan bahwa transpor elektron ke PSII dapat menghasilkan lebih banyak foton42, yang dapat mengakibatkan laju fiksasi CO2 yang lebih tinggi.Namun, perlu dicatat bahwa data fotofisiologis diperoleh dari sel yang tersuspensi dalam larutan lateks berair dan belum tentu dapat dibandingkan secara langsung dengan biokomposit matang.
Jika lateks menciptakan penghalang terhadap pertukaran cahaya dan/atau gas yang mengakibatkan pembatasan cahaya dan CO2, hal ini dapat menyebabkan stres sel dan mengurangi kinerja, dan jika mempengaruhi pelepasan O2, fotorespirasi39.Transmisi cahaya dari lapisan yang diawetkan dievaluasi: lateks “keras” menunjukkan sedikit penurunan transmisi cahaya antara 440 dan 480 nm (ditingkatkan sebagian dengan meningkatkan konsentrasi Texanol karena peningkatan penggabungan film), sedangkan “lunak” dan “biasa ” lateks menunjukkan sedikit penurunan transmisi cahaya.tidak menunjukkan kerugian yang nyata.Pengujian, serta semua inkubasi, dilakukan pada intensitas cahaya rendah (30,5 µmol m-2 s-1), sehingga radiasi aktif fotosintesis akibat matriks polimer akan dikompensasi dan bahkan mungkin berguna dalam mencegah fotoinhibisi.pada intensitas cahaya yang merusak.
Biokomposit CCAP 1479/1A berfungsi selama 84 hari pengujian, tanpa pergantian nutrisi atau hilangnya biomassa secara signifikan, yang merupakan tujuan utama penelitian ini.Depigmentasi sel mungkin berhubungan dengan proses klorosis sebagai respons terhadap kelaparan nitrogen untuk mencapai kelangsungan hidup jangka panjang (keadaan istirahat), yang dapat membantu sel melanjutkan pertumbuhan setelah akumulasi nitrogen yang cukup tercapai.Gambar SEM mengkonfirmasi bahwa sel-sel tetap berada di dalam lapisan meskipun sel membelah, menunjukkan elastisitas lateks “lunak” dan dengan demikian menunjukkan keunggulan yang jelas dibandingkan versi eksperimental.Lateks “lunak” mengandung sekitar 70% butil akrilat (berdasarkan beratnya), yang jauh lebih tinggi daripada konsentrasi yang dinyatakan untuk lapisan fleksibel setelah pengeringan44.
Serapan bersih CO2 secara signifikan lebih tinggi dibandingkan dengan suspensi kontrol (masing-masing 14–20 dan 3–8 kali lebih tinggi untuk S. elongatus CCAP 1479/1A dan PCC 7942).Sebelumnya, kami menggunakan model perpindahan massa CO2 untuk menunjukkan bahwa pendorong utama serapan CO2 yang tinggi adalah gradien konsentrasi CO2 yang tajam pada permukaan biokomposit31 dan bahwa kinerja biokomposit dapat dibatasi oleh ketahanan terhadap perpindahan massa.Masalah ini dapat diatasi dengan memasukkan bahan-bahan yang tidak beracun dan tidak membentuk lapisan film ke dalam lateks untuk meningkatkan porositas dan permeabilitas lapisan26, namun retensi sel dapat terganggu karena strategi ini pasti akan menghasilkan lapisan film20 yang lebih lemah.Komposisi kimianya dapat diubah selama polimerisasi untuk meningkatkan porositas, yang merupakan pilihan terbaik, terutama dalam hal produksi industri dan skalabilitas45.
Kinerja biokomposit baru dibandingkan dengan penelitian terbaru yang menggunakan biokomposit dari mikroalga dan sianobakteri menunjukkan keunggulan dalam penyesuaian laju pemuatan sel (Tabel 1)21,46 dan dengan waktu analisis yang lebih lama (84 hari versus 15 jam46 dan 3 minggu21).
Kandungan volumetrik karbohidrat dalam sel lebih baik dibandingkan dengan penelitian lain47,48,49,50 yang menggunakan cyanobacteria dan digunakan sebagai kriteria potensial untuk aplikasi penangkapan dan pemanfaatan/pemulihan karbon, seperti untuk proses fermentasi BECCS49,51 atau untuk produksi bahan yang dapat terbiodegradasi bioplastik52 .Sebagai bagian dari dasar pemikiran penelitian ini, kami berasumsi bahwa penghijauan, meskipun termasuk dalam konsep emisi negatif BECCS, bukanlah obat mujarab untuk perubahan iklim dan hanya menghabiskan sebagian besar lahan subur di dunia6.Sebagai eksperimen pemikiran, diperkirakan antara 640 dan 950 GtCO2 perlu dihilangkan dari atmosfer pada tahun 2100 untuk membatasi kenaikan suhu global hingga 1,5°C53 (sekitar 8 hingga 12 GtCO2 per tahun).Untuk mencapai hal ini dengan biokomposit yang berkinerja lebih baik (574,08 ± 30,19 t CO2 t-1 biomassa per tahun-1) akan memerlukan perluasan volume dari 5,5 × 1010 menjadi 8,2 × 1010 m3 (dengan efisiensi fotosintesis yang sebanding), yang mengandung 196 hingga 2,92 miliar liter polimer.Dengan asumsi bahwa 1 m3 biokomposit menempati 1 m2 luas lahan, maka luas lahan yang dibutuhkan untuk menyerap target total CO2 tahunan adalah antara 5,5 dan 8,17 juta hektar, yang setara dengan 0,18-0,27% dari lahan yang sesuai untuk kehidupan. tropis, dan mengurangi luas daratan.kebutuhan BECCS sebesar 98-99%.Perlu dicatat bahwa rasio penangkapan teoritis didasarkan pada penyerapan CO2 yang tercatat dalam cahaya rendah.Segera setelah biokomposit terkena cahaya alami yang lebih intens, laju serapan CO2 meningkat, sehingga semakin mengurangi kebutuhan lahan dan semakin mengarah pada konsep biokomposit.Namun pelaksanaannya harus berada di garis khatulistiwa agar intensitas dan durasi lampu latar tetap konstan.
Dampak global dari pemupukan CO2, yaitu peningkatan produktivitas vegetasi yang disebabkan oleh peningkatan ketersediaan CO2, telah menurun di sebagian besar wilayah daratan, kemungkinan disebabkan oleh perubahan unsur hara utama tanah (N dan P) dan sumber daya air7.Artinya, fotosintesis terestrial mungkin tidak menyebabkan peningkatan serapan CO2, meskipun konsentrasi CO2 di udara meningkat.Dalam konteks ini, strategi mitigasi perubahan iklim berbasis darat seperti BECCS kemungkinannya kecil untuk berhasil.Jika fenomena global ini terkonfirmasi, biokomposit yang terinspirasi dari lumut dapat menjadi aset utama, mengubah mikroba fotosintetik akuatik bersel tunggal menjadi “agen tanah.”Kebanyakan tumbuhan darat mengikat CO2 melalui fotosintesis C3, sedangkan tumbuhan C4 lebih menyukai habitat yang lebih hangat dan kering serta lebih efisien pada tekanan parsial CO254 yang lebih tinggi.Cyanobacteria menawarkan alternatif yang dapat mengimbangi prediksi mengkhawatirkan mengenai berkurangnya paparan karbon dioksida pada tanaman C3.Cyanobacteria telah mengatasi keterbatasan fotorespirasi dengan mengembangkan mekanisme pengayaan karbon yang efisien di mana tekanan parsial CO2 yang lebih tinggi disajikan dan dipertahankan oleh ribulosa-1,5-bifosfat karboksilase/oksigenase (RuBisCo) di dalam karboksisom di sekitarnya.Jika produksi biokomposit sianobakteri dapat ditingkatkan, hal ini dapat menjadi senjata penting bagi umat manusia dalam memerangi perubahan iklim.
Biokomposit (yang meniru lumut) menawarkan keuntungan yang jelas dibandingkan kultur suspensi mikroalga dan sianobakteri konvensional, memberikan tingkat serapan CO2 yang lebih tinggi, meminimalkan risiko polusi, dan menjanjikan penghindaran CO2 yang kompetitif.Biaya secara signifikan mengurangi penggunaan lahan, air dan nutrisi56.Studi ini menunjukkan kelayakan pengembangan dan pembuatan lateks biokompatibel berkinerja tinggi yang, bila dikombinasikan dengan spons loofah sebagai kandidat substrat, dapat memberikan penyerapan CO2 yang efisien dan efektif selama berbulan-bulan operasi sekaligus meminimalkan kehilangan sel.Biokomposit secara teoritis dapat menangkap sekitar 570 t CO2 t-1 biomassa per tahun dan mungkin terbukti lebih penting dibandingkan strategi penghijauan BECCS dalam respons kita terhadap perubahan iklim.Dengan optimalisasi lebih lanjut dari komposisi polimer, pengujian pada intensitas cahaya yang lebih tinggi, dan dikombinasikan dengan rekayasa metabolik yang rumit, para ahli biogeoengineer asli dari alam sekali lagi dapat membantu.
Polimer lateks akrilik dibuat menggunakan campuran monomer stirena, butil akrilat dan asam akrilat, dan pH diatur hingga 7 dengan natrium hidroksida 0,1 M (tabel 2).Stirena dan butil akrilat membentuk sebagian besar rantai polimer, sedangkan asam akrilat membantu menjaga partikel lateks dalam suspensi57.Sifat struktural lateks ditentukan oleh suhu transisi gelas (Tg), yang dikontrol dengan mengubah rasio stirena dan butil akrilat, yang menghasilkan sifat “keras” dan “lunak”58.Polimer lateks akrilik yang khas adalah stirena:butil akrilat 30 50:50, sehingga dalam penelitian ini lateks dengan perbandingan ini disebut sebagai lateks “normal”, dan lateks dengan kandungan stirena yang lebih tinggi disebut sebagai lateks dengan kandungan stirena yang lebih rendah. .disebut "lunak" sebagai "keras".
Emulsi primer dibuat menggunakan air suling (174 g), natrium bikarbonat (0,5 g) dan surfaktan Rhodapex Ab/20 (30,92 g) (Solvay) untuk menstabilkan 30 tetesan monomer.Menggunakan spuit kaca (Science Glass Engineering) dengan pompa spuit, alikuot sekunder yang mengandung stirena, butil akrilat, dan asam akrilat yang tercantum dalam Tabel 2 ditambahkan tetes demi tetes dengan laju 100 ml h-1 ke emulsi primer selama 4 jam (Cole -Palmer, Gunung Vernon, Illinois).Siapkan larutan inisiator polimerisasi 59 menggunakan dHO dan amonium persulfat (100 ml, 3% b/b).
Aduk larutan yang mengandung dHO (206 g), natrium bikarbonat (1 g) dan Rhodapex Ab/20 (4,42 g) menggunakan pengaduk atas (nilai Heidolph Hei-TORQUE 100) dengan baling-baling baja tahan karat dan panaskan hingga 82°C dalam a bejana berjaket air dalam penangas air berpemanas VWR Scientific 1137P.Larutan monomer (28,21 g) dan inisiator (20,60 g) yang telah dikurangi beratnya ditambahkan tetes demi tetes ke dalam bejana berjaket dan diaduk selama 20 menit.Campurkan sisa larutan monomer (150 ml h-1) dan inisiator (27 ml h-1) dengan kuat untuk menjaga partikel tetap tersuspensi sampai partikel tersebut ditambahkan ke dalam jaket air selama 5 jam menggunakan spuit 10 ml dan 100 ml masing-masing dalam wadah .dilengkapi dengan pompa suntik.Kecepatan pengaduk ditingkatkan karena peningkatan volume bubur untuk memastikan retensi bubur.Setelah menambahkan inisiator dan emulsi, suhu reaksi dinaikkan menjadi 85°C, diaduk rata dengan kecepatan 450 rpm selama 30 menit, kemudian didinginkan hingga 65°C.Setelah pendinginan, dua larutan perpindahan ditambahkan ke lateks: tert-butil hidroperoksida (t-BHP) (70% dalam air) (5 g, 14% berat) dan asam isoakorbat (5 g, 10% berat)..Tambahkan t-BHP setetes demi setetes dan biarkan selama 20 menit.Asam eritorbat kemudian ditambahkan dengan kecepatan 4 ml/jam dari spuit 10 ml menggunakan pompa spuit.Larutan lateks kemudian didinginkan hingga suhu kamar dan diatur hingga pH 7 dengan natrium hidroksida 0,1M.
2,2,4-Trimethyl-1,3-pentanediol monoisobutyrate (Texanol) – penggabungan biodegradable dengan toksisitas rendah untuk cat lateks 37,60 – ditambahkan dengan jarum suntik dan pompa dalam tiga volume (0, 4, 12% v/v) sebagai bahan penggabung campuran lateks untuk memfasilitasi pembentukan lapisan film selama pengeringan37.Persentase padatan lateks ditentukan dengan menempatkan 100 μl masing-masing polimer dalam tutup aluminium foil yang telah ditimbang sebelumnya dan dikeringkan dalam oven pada suhu 100°C selama 24 jam.
Untuk transmisi cahaya, setiap campuran lateks diaplikasikan pada slide mikroskop menggunakan drop cube stainless steel yang dikalibrasi untuk menghasilkan film 100 µm dan dikeringkan pada suhu 20°C selama 48 jam.Transmisi cahaya (berfokus pada radiasi aktif fotosintesis, λ 400–700 nm) diukur pada spektroradiometer SpectriLight ILT950 dengan sensor pada jarak 35 cm dari lampu neon 30 W (Sylvania Luxline Plus, n = 6) - di mana cahaya sumbernya adalah cyanobacteria dan organisme Bahan komposit diawetkan.Perangkat lunak SpectrILight III versi 3.5 digunakan untuk merekam pencahayaan dan transmisi dalam rentang λ 400–700 nm61.Semua sampel ditempatkan di atas sensor, dan slide kaca yang tidak dilapisi digunakan sebagai kontrol.
Sampel lateks ditambahkan ke loyang silikon dan dibiarkan kering selama 24 jam sebelum diuji kekerasannya.Tempatkan sampel lateks kering pada tutup baja di bawah mikroskop x10.Setelah pemfokusan, sampel dievaluasi dengan alat uji kekerasan mikro Buehler Micromet II.Sampel diberi gaya 100 hingga 200 gram dan waktu muat diatur ke 7 detik untuk membuat penyok berlian pada sampel.Hasil cetak dianalisis menggunakan objektif mikroskop Bruker Alicona × 10 dengan perangkat lunak pengukuran bentuk tambahan.Rumus kekerasan Vickers (Persamaan 1) digunakan untuk menghitung kekerasan setiap lateks, dimana HV adalah bilangan Vickers, F adalah gaya yang diterapkan, dan d adalah rata-rata indentasi diagonal yang dihitung dari tinggi dan lebar lateks.nilai indentasi.Lateks “lunak” tidak dapat diukur karena daya rekat dan regangan selama uji lekukan.
Untuk menentukan suhu transisi gelas (Tg) komposisi lateks, sampel polimer ditempatkan dalam cawan silika gel, dikeringkan selama 24 jam, ditimbang hingga 0,005 g, dan ditempatkan dalam cawan sampel.Piringan ditutup dan ditempatkan dalam kolorimeter pemindaian diferensial (PerkinElmer DSC 8500, Intercooler II, perangkat lunak analisis data Pyris)62.Metode aliran panas digunakan untuk menempatkan cangkir referensi dan cangkir sampel dalam oven yang sama dengan probe suhu internal untuk mengukur suhu.Sebanyak dua jalur landai digunakan untuk membuat kurva yang konsisten.Metode sampel dinaikkan berulang kali dari -20°C menjadi 180°C dengan kecepatan 20°C per menit.Setiap titik awal dan akhir disimpan selama 1 menit untuk memperhitungkan jeda suhu.
Untuk mengevaluasi kemampuan biokomposit dalam menyerap CO2, sampel disiapkan dan diuji dengan cara yang sama seperti pada penelitian kami sebelumnya31.Kain lap yang dikeringkan dan diautoklaf dipotong-potong berukuran kira-kira 1x1x5 cm dan ditimbang.Oleskan 600 μl dari dua biocoating paling efektif dari setiap strain cyanobacteria ke salah satu ujung setiap strip loofah, menutupi kira-kira 1 × 1 × 3 cm, dan keringkan dalam gelap pada suhu 20°C selama 24 jam.Karena struktur loofah yang berpori makro, sebagian formula terbuang, sehingga efisiensi pemuatan sel tidak 100%.Untuk mengatasi masalah ini, berat sediaan kering pada loofah ditentukan dan dinormalisasi dengan acuan sediaan kering.Kontrol abiotik yang terdiri dari loofah, lateks, dan media nutrisi steril disiapkan dengan cara yang sama.
Untuk melakukan uji serapan CO2 setengah batch, tempatkan biokomposit (n = 3) dalam tabung gelas 50 ml sehingga salah satu ujung biokomposit (tanpa biocoating) bersentuhan dengan 5 ml media pertumbuhan, sehingga nutrisi dapat diserap. diangkut melalui aksi kapiler..Botol ditutup dengan gabus karet butil berdiameter 20 mm dan dikerutkan dengan tutup aluminium berwarna keperakan.Setelah disegel, suntikkan 45 ml 5% CO2/udara dengan jarum steril yang dipasang pada spuit kedap gas.Kepadatan sel suspensi kontrol (n = 3) setara dengan beban sel biokomposit dalam media nutrisi.Pengujian dilakukan pada suhu 18 ± 2 °C dengan fotoperiode 16:8 dan fotoperiode 30,5 µmol m-2 s-1.Ruang kepala dihilangkan setiap dua hari dengan jarum suntik kedap gas dan dianalisis dengan meteran CO2 dengan penyerapan inframerah GEOTech G100 untuk menentukan persentase CO2 yang diserap.Tambahkan campuran gas CO2 dengan volume yang sama.
%CO2 Fix dihitung sebagai berikut: %CO2 Fix = 5% (v/v) – tulis %CO2 (persamaan 2) dimana P = tekanan, V = volume, T = suhu, dan R = konstanta gas ideal.
Tingkat serapan CO2 yang dilaporkan untuk suspensi kontrol cyanobacteria dan biokomposit dinormalisasi ke kontrol non-biologis.Satuan fungsional g biomassa adalah jumlah biomassa kering yang diimobilisasi pada kain lap.Hal ini ditentukan dengan menimbang sampel loofah sebelum dan sesudah fiksasi sel.Menghitung massa muatan sel (setara biomassa) dengan menimbang sediaan secara individual sebelum dan sesudah pengeringan dan dengan menghitung kepadatan sediaan sel (persamaan 3).Sediaan sel diasumsikan homogen selama fiksasi.
Minitab 18 dan Microsoft Excel dengan add-in RealStatistics digunakan untuk analisis statistik.Normalitas diuji menggunakan uji Anderson-Darling, dan kesetaraan varians diuji menggunakan uji Levene.Data yang memenuhi asumsi tersebut dianalisis menggunakan analisis varian dua arah (ANOVA) dengan uji Tukey sebagai analisis post hoc.Data dua arah yang tidak memenuhi asumsi normalitas dan persamaan varian dianalisis menggunakan uji Shirer-Ray-Hara kemudian uji Mann-Whitney U untuk mengetahui kebermaknaan antar perlakuan.Model Generalized Linear Mixed (GLM) digunakan untuk data tidak normal dengan tiga faktor, dimana data tersebut ditransformasikan menggunakan transformasi Johnson63.Korelasi momen produk Pearson dilakukan untuk mengevaluasi hubungan antara konsentrasi Texanol, suhu transisi gelas, dan data toksisitas dan adhesi lateks.
Waktu posting: 05 Januari 2023