బయోలాజికల్ కార్బన్ సీక్వెస్ట్రేషన్‌ను మెరుగుపరచడానికి క్రియాశీల కిరణజన్య సంయోగక్రియ బయోకంపొజిట్‌లు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి.

Nature.comని సందర్శించినందుకు ధన్యవాదాలు.మీరు పరిమిత CSS మద్దతుతో బ్రౌజర్ సంస్కరణను ఉపయోగిస్తున్నారు.ఉత్తమ అనుభవం కోసం, మీరు నవీకరించబడిన బ్రౌజర్‌ను ఉపయోగించాల్సిందిగా మేము సిఫార్సు చేస్తున్నాము (లేదా Internet Explorerలో అనుకూలత మోడ్‌ని నిలిపివేయండి).అదనంగా, కొనసాగుతున్న మద్దతును నిర్ధారించడానికి, మేము స్టైల్స్ మరియు జావాస్క్రిప్ట్ లేకుండా సైట్‌ని చూపుతాము.
ఒకేసారి మూడు స్లయిడ్‌ల రంగులరాట్నం ప్రదర్శిస్తుంది.ఒకేసారి మూడు స్లయిడ్‌ల ద్వారా తరలించడానికి మునుపటి మరియు తదుపరి బటన్‌లను ఉపయోగించండి లేదా ఒకేసారి మూడు స్లయిడ్‌ల ద్వారా తరలించడానికి చివర ఉన్న స్లయిడర్ బటన్‌లను ఉపయోగించండి.
పారిస్ ఒప్పందం యొక్క లక్ష్యాలను సాధించడానికి కార్బన్ సంగ్రహణ మరియు నిల్వ అవసరం.కిరణజన్య సంయోగక్రియ అనేది కార్బన్‌ను సంగ్రహించడానికి ప్రకృతి యొక్క సాంకేతికత.లైకెన్‌ల నుండి ప్రేరణ పొందడం ద్వారా, మేము లూఫా స్పాంజ్‌కి వర్తించే యాక్రిలిక్ లేటెక్స్ పాలిమర్‌ను ఉపయోగించి 3D సైనోబాక్టీరియా కిరణజన్య సంయోగక్రియ బయోకంపొజిట్‌ను (అంటే లైకెన్ అనుకరించడం) అభివృద్ధి చేసాము.బయోకాంపోజిట్ ద్వారా CO2 తీసుకునే రేటు 1.57 ± 0.08 g CO2 g-1 బయోమాస్ d-1.తీసుకునే రేటు ప్రయోగం ప్రారంభంలో పొడి బయోమాస్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు కొత్త బయోమాస్‌ను పెంచడానికి ఉపయోగించే CO2 అలాగే కార్బోహైడ్రేట్‌ల వంటి నిల్వ సమ్మేళనాలలో ఉన్న CO2ని కలిగి ఉంటుంది.ఈ తీసుకునే రేట్లు స్లర్రీ నియంత్రణ చర్యల కంటే 14-20 రెట్లు ఎక్కువగా ఉన్నాయి మరియు సంవత్సరానికి 570 t CO2 t-1 బయోమాస్‌ను సంగ్రహించడానికి సంభావ్యంగా స్కేల్ చేయవచ్చు-1, ఇది 5.5-8.17 × 106 హెక్టార్ల భూ వినియోగానికి సమానం , 8-12 GtCO2 తొలగించబడింది సంవత్సరానికి CO2.దీనికి విరుద్ధంగా, కార్బన్ క్యాప్చర్ మరియు నిల్వతో అటవీ బయోఎనర్జీ 0.4–1.2 × 109 హెక్టార్లు.బయోకాంపొజిట్ అదనపు పోషకాలు లేదా నీరు లేకుండా 12 వారాల పాటు పని చేస్తుంది, ఆ తర్వాత ప్రయోగం ముగించబడింది.వాతావరణ మార్పులను ఎదుర్కోవడానికి మానవత్వం యొక్క బహుముఖ సాంకేతిక వైఖరిలో, ఇంజనీరింగ్ మరియు ఆప్టిమైజ్ చేయబడిన సైనోబాక్టీరియల్ బయోకంపొజిట్‌లు నీరు, పోషకాలు మరియు భూమి వినియోగ నష్టాలను తగ్గించేటప్పుడు CO2 తొలగింపును పెంచడానికి స్థిరమైన మరియు స్కేలబుల్ విస్తరణకు సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
వాతావరణ మార్పు అనేది ప్రపంచ జీవవైవిధ్యం, పర్యావరణ వ్యవస్థ స్థిరత్వం మరియు ప్రజలకు నిజమైన ముప్పు.దాని చెత్త ప్రభావాలను తగ్గించడానికి, సమన్వయంతో కూడిన మరియు పెద్ద-స్థాయి డీకార్బరైజేషన్ ప్రోగ్రామ్‌లు అవసరమవుతాయి మరియు వాస్తవానికి, వాతావరణం నుండి గ్రీన్‌హౌస్ వాయువులను నేరుగా తొలగించడం అవసరం.విద్యుత్ ఉత్పత్తి 2,3 యొక్క సానుకూల డీకార్బనైజేషన్ ఉన్నప్పటికీ, ప్రస్తుతం వాతావరణ కార్బన్ డయాక్సైడ్ (CO2) 4ను తగ్గించడానికి ఆర్థికంగా స్థిరమైన సాంకేతిక పరిష్కారాలు లేవు, అయినప్పటికీ ఫ్లూ గ్యాస్ క్యాప్చర్ పురోగమిస్తోంది5.స్కేలబుల్ మరియు ఆచరణాత్మక ఇంజనీరింగ్ పరిష్కారాలకు బదులుగా, ప్రజలు కార్బన్ క్యాప్చర్ కోసం సహజ ఇంజనీర్లను ఆశ్రయించాలి - కిరణజన్య సంయోగ జీవులు (ఫోటోట్రోఫిక్ జీవులు).కిరణజన్య సంయోగక్రియ అనేది ప్రకృతి యొక్క కార్బన్ సీక్వెస్ట్రేషన్ సాంకేతికత, అయితే అర్థవంతమైన సమయ ప్రమాణాలపై మానవజన్య కార్బన్ సుసంపన్నతను తిప్పికొట్టే దాని సామర్థ్యం సందేహాస్పదంగా ఉంటుంది, ఎంజైమ్‌లు అసమర్థమైనవి మరియు తగిన ప్రమాణాల వద్ద విస్తరించే దాని సామర్థ్యం సందేహాస్పదంగా ఉంది.ఫోటోట్రోఫీకి సంభావ్య మార్గం అటవీ నిర్మూలన, ఇది నికర CO21 ఉద్గారాలను తగ్గించడంలో సహాయపడే ప్రతికూల-ఉద్గారాల సాంకేతికతగా కార్బన్ క్యాప్చర్ మరియు స్టోరేజ్ (BECCS)తో బయోఎనర్జీ కోసం చెట్లను నరికివేస్తుంది.అయినప్పటికీ, BECCSని ప్రధాన పద్ధతిగా ఉపయోగించి 1.5°C యొక్క పారిస్ ఒప్పందం ఉష్ణోగ్రత లక్ష్యాన్ని సాధించడానికి 0.4 నుండి 1.2 × 109 హెక్టార్లు అవసరం, ఇది ప్రస్తుత ప్రపంచ వ్యవసాయ యోగ్యమైన భూమిలో 25-75%కి సమానం.అదనంగా, CO2 ఫలదీకరణం యొక్క ప్రపంచ ప్రభావాలతో సంబంధం ఉన్న అనిశ్చితి అటవీ తోటల యొక్క సంభావ్య మొత్తం సామర్థ్యాన్ని ప్రశ్నిస్తుంది.మనం పారిస్ ఒప్పందం ద్వారా నిర్దేశించిన ఉష్ణోగ్రత లక్ష్యాలను చేరుకోవాలంటే, ప్రతి సంవత్సరం వాతావరణం నుండి 100 సెకన్ల GtCO2 గ్రీన్‌హౌస్ వాయువులను (GGR) తొలగించాలి.UK డిపార్ట్‌మెంట్ ఆఫ్ రీసెర్చ్ అండ్ ఇన్నోవేషన్ ఇటీవల ఐదు GGR8 ప్రాజెక్ట్‌లకు నిధులను ప్రకటించింది, వీటిలో పీట్‌ల్యాండ్ మేనేజ్‌మెంట్, మెరుగైన రాక్ వెదర్రింగ్, ట్రీ ప్లాంటింగ్, బయోచార్ మరియు శాశ్వత పంటలు BECCS ప్రాసెస్‌ను అందించడానికి ఉన్నాయి.ఏడాదికి వాతావరణం నుండి 130 MtCO2 కంటే ఎక్కువ తొలగించడానికి అయ్యే ఖర్చులు 10-100 US$/tCO2, పీట్‌ల్యాండ్ పునరుద్ధరణ కోసం సంవత్సరానికి 0.2-8.1 MtCO2, 52-480 US$/tCO2 మరియు శిలల వాతావరణం కోసం సంవత్సరానికి 12-27 MtCO2. , 0.4-30 USD/సంవత్సరం.tCO2, 3.6 MtCO2/yr, అటవీ ప్రాంతంలో 1% పెరుగుదల, 0.4-30 US$/tCO2, 6-41 MtCO2/yr, బయోచార్, 140-270 US$/tCO2, 20-70 Mt CO2 శాశ్వత పంటలకు సంవత్సరానికి BECCS9.
ఈ విధానాల కలయిక సంవత్సరానికి 130 Mt CO2 లక్ష్యాన్ని చేరుకోగలదు, అయితే రాక్ వాతావరణం మరియు BECCS ఖర్చులు ఎక్కువగా ఉంటాయి మరియు బయోచార్, సాపేక్షంగా చౌకగా మరియు భూ-వినియోగానికి సంబంధించినది అయినప్పటికీ, బయోచార్ ఉత్పత్తి ప్రక్రియకు ఫీడ్‌స్టాక్ అవసరం.ఇతర GGR సాంకేతికతలను అమలు చేయడానికి ఈ అభివృద్ధి మరియు సంఖ్యను అందిస్తుంది.
భూమిపై పరిష్కారాల కోసం వెతకడానికి బదులుగా, నీటి కోసం చూడండి, ప్రత్యేకించి మైక్రోఅల్గే మరియు సైనోబాక్టీరియా వంటి ఏకకణ ఫోటోట్రోఫ్‌లు.ఆల్గే (సైనోబాక్టీరియాతో సహా) ప్రపంచంలోని కార్బన్ డయాక్సైడ్‌లో దాదాపు 50%ని సంగ్రహిస్తుంది, అయినప్పటికీ అవి ప్రపంచంలోని బయోమాస్‌లో 1% మాత్రమే ఉన్నాయి.సైనోబాక్టీరియా అనేది ప్రకృతి యొక్క అసలైన బయోజియోఇంజినీర్లు, శ్వాసకోశ జీవక్రియ మరియు ఆక్సిజన్ కిరణజన్య సంయోగక్రియ ద్వారా బహుళ సెల్యులార్ జీవిత పరిణామానికి పునాది వేస్తుంది.కార్బన్‌ను సంగ్రహించడానికి సైనోబాక్టీరియాను ఉపయోగించాలనే ఆలోచన కొత్తది కాదు, కానీ భౌతిక ప్లేస్‌మెంట్ యొక్క వినూత్న పద్ధతులు ఈ పురాతన జీవులకు కొత్త క్షితిజాలను తెరుస్తాయి.
పారిశ్రామిక అవసరాల కోసం మైక్రోఅల్గే మరియు సైనోబాక్టీరియాను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు ఓపెన్ పాండ్‌లు మరియు ఫోటోబయోరియాక్టర్‌లు డిఫాల్ట్ ఆస్తులు.ఈ సంస్కృతి వ్యవస్థలు సస్పెన్షన్ సంస్కృతిని ఉపయోగిస్తాయి, దీనిలో కణాలు వృద్ధి మాధ్యమంలో స్వేచ్ఛగా తేలుతూ ఉంటాయి14;ఏది ఏమైనప్పటికీ, చెరువులు మరియు ఫోటోబయోరేక్టర్‌లు పేలవమైన CO2 సామూహిక బదిలీ, భూమి మరియు నీటి యొక్క తీవ్రమైన వినియోగం, బయోఫౌలింగ్‌కు గురికావడం మరియు అధిక నిర్మాణం మరియు నిర్వహణ ఖర్చులు వంటి అనేక ప్రతికూలతలను కలిగి ఉన్నాయి.సస్పెన్షన్ కల్చర్‌లను ఉపయోగించని బయోఫిల్మ్ బయోఇయాక్టర్‌లు నీరు మరియు స్థలం పరంగా మరింత పొదుపుగా ఉంటాయి, కానీ అవి ఎండిపోయే ప్రమాదం, బయోఫిల్మ్ డిటాచ్‌మెంట్‌కు గురవుతాయి (అందువల్ల క్రియాశీల బయోమాస్ కోల్పోవడం) మరియు బయోఫౌలింగ్‌కు సమానంగా అవకాశం ఉంది.
CO2 తీసుకునే రేటును పెంచడానికి మరియు స్లర్రీ మరియు బయోఫిల్మ్ రియాక్టర్లను పరిమితం చేసే సమస్యలను పరిష్కరించడానికి కొత్త విధానాలు అవసరం.అటువంటి విధానం లైకెన్‌లచే ప్రేరేపించబడిన కిరణజన్య సంయోగక్రియ బయోకంపొజిట్లు.లైకెన్లు శిలీంధ్రాలు మరియు ఫోటోబయోంట్ల (మైక్రోఅల్గే మరియు/లేదా సైనోబాక్టీరియా) సముదాయం, ఇవి భూమి యొక్క భూభాగంలో దాదాపు 12%ని కలిగి ఉంటాయి.శిలీంధ్రాలు ఫోటోబయోటిక్ సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క భౌతిక మద్దతు, రక్షణ మరియు యాంకరింగ్‌ను అందిస్తాయి, ఇవి కార్బన్‌తో (అదనపు కిరణజన్య సంయోగక్రియ ఉత్పత్తులుగా) శిలీంధ్రాలను అందిస్తాయి.ప్రతిపాదిత బయోకంపొజిట్ అనేది "లైకెన్ మిమెటిక్", దీనిలో సైనోబాక్టీరియా యొక్క సాంద్రీకృత జనాభా క్యారియర్ సబ్‌స్ట్రేట్‌పై సన్నని బయోకోటింగ్ రూపంలో స్థిరీకరించబడుతుంది.కణాలతో పాటు, బయోకోటింగ్‌లో ఫంగస్‌ను భర్తీ చేసే పాలిమర్ మ్యాట్రిక్స్ ఉంటుంది.నీటి ఆధారిత పాలిమర్ ఎమల్షన్‌లు లేదా "లేటెక్స్‌లు" ప్రాధాన్యత ఇవ్వబడతాయి ఎందుకంటే అవి జీవ అనుకూలత, మన్నికైనవి, చవకైనవి, సులభంగా నిర్వహించడం మరియు వాణిజ్యపరంగా అందుబాటులో ఉంటాయి19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26.
రబ్బరు పాలు పాలిమర్‌లతో కణాల స్థిరీకరణ రబ్బరు పాలు యొక్క కూర్పు మరియు ఫిల్మ్ ఏర్పడే ప్రక్రియ ద్వారా బాగా ప్రభావితమవుతుంది.ఎమల్షన్ పాలిమరైజేషన్ అనేది సింథటిక్ రబ్బరు, అంటుకునే పూతలు, సీలాంట్లు, కాంక్రీట్ సంకలనాలు, కాగితం మరియు టెక్స్‌టైల్ పూతలు మరియు లేటెక్స్ పెయింట్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉపయోగించే ఒక వైవిధ్య ప్రక్రియ.ఇది అధిక ప్రతిచర్య రేటు మరియు మోనోమర్ మార్పిడి సామర్థ్యం, ​​అలాగే ఉత్పత్తి నియంత్రణ సౌలభ్యం వంటి ఇతర పాలిమరైజేషన్ పద్ధతుల కంటే అనేక ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంది27,28.మోనోమర్‌ల ఎంపిక ఫలితంగా వచ్చే పాలిమర్ ఫిల్మ్ యొక్క కావలసిన లక్షణాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది మరియు మిశ్రమ మోనోమర్ సిస్టమ్‌ల కోసం (అంటే, కోపాలిమరైజేషన్‌లు), ఫలితంగా వచ్చే పాలిమర్ మెటీరియల్‌ను రూపొందించే మోనోమర్‌ల యొక్క వివిధ నిష్పత్తులను ఎంచుకోవడం ద్వారా పాలిమర్ యొక్క లక్షణాలను మార్చవచ్చు.బ్యూటైల్ అక్రిలేట్ మరియు స్టైరీన్ అత్యంత సాధారణ యాక్రిలిక్ రబ్బరు పాలు మోనోమర్‌లలో ఒకటి మరియు ఇక్కడ ఉపయోగించబడతాయి.అదనంగా, కోలెసింగ్ ఏజెంట్లు (ఉదా టెక్సానాల్) తరచుగా ఏకరీతి ఫిల్మ్ ఫార్మేషన్‌ను ప్రోత్సహించడానికి ఉపయోగిస్తారు, ఇక్కడ అవి బలమైన మరియు "నిరంతర" (కోలెసింగ్) పూతను ఉత్పత్తి చేయడానికి పాలిమర్ రబ్బరు పాలు యొక్క లక్షణాలను మార్చగలవు.మా ప్రారంభ ప్రూఫ్-ఆఫ్-కాన్సెప్ట్ అధ్యయనంలో, అధిక ఉపరితల వైశాల్యం, అధిక సచ్ఛిద్రత 3D బయోకంపొజిట్ లూఫా స్పాంజ్‌కి వర్తించే వాణిజ్య రబ్బరు పెయింట్‌ను ఉపయోగించి తయారు చేయబడింది.సుదీర్ఘమైన మరియు నిరంతర అవకతవకల (ఎనిమిది వారాలు) తర్వాత, బయోకాంపొజిట్ లూఫా పరంజాపై సైనోబాక్టీరియాను నిలుపుకునే పరిమిత సామర్థ్యాన్ని చూపించింది, ఎందుకంటే కణాల పెరుగుదల రబ్బరు పాలు యొక్క నిర్మాణ సమగ్రతను బలహీనపరిచింది.ప్రస్తుత అధ్యయనంలో, పాలిమర్ క్షీణతను త్యాగం చేయకుండా కార్బన్ క్యాప్చర్ అప్లికేషన్‌లలో నిరంతర ఉపయోగం కోసం తెలిసిన కెమిస్ట్రీ యొక్క యాక్రిలిక్ లేటెక్స్ పాలిమర్‌ల శ్రేణిని అభివృద్ధి చేయాలని మేము లక్ష్యంగా పెట్టుకున్నాము.అలా చేయడం ద్వారా, నిరూపితమైన బయోకంపొజిట్‌లతో పోలిస్తే మెరుగైన జీవ పనితీరును మరియు గణనీయంగా పెరిగిన యాంత్రిక స్థితిస్థాపకతను అందించే లైకెన్-వంటి పాలిమర్ మాతృక మూలకాలను సృష్టించగల సామర్థ్యాన్ని మేము ప్రదర్శించాము.మరింత ఆప్టిమైజేషన్ కార్బన్ క్యాప్చర్ కోసం బయోకాంపొజిట్‌లను తీసుకోవడాన్ని వేగవంతం చేస్తుంది, ప్రత్యేకించి CO2 సీక్వెస్ట్రేషన్‌ను మెరుగుపరచడానికి జీవక్రియ మార్పు చేయబడిన సైనోబాక్టీరియాతో కలిపినప్పుడు.
మూడు పాలిమర్ సూత్రీకరణలతో కూడిన తొమ్మిది రబ్బరు పాలు (H = "హార్డ్", N = "సాధారణ", S = "సాఫ్ట్") మరియు మూడు రకాల టెక్సానాల్ (0, 4, 12% v/v) టాక్సిసిటీ మరియు స్ట్రెయిన్ కోరిలేషన్ కోసం పరీక్షించబడ్డాయి.అంటుకునే.రెండు సైనోబాక్టీరియా నుండి.లాటెక్స్ రకం గణనీయంగా S. ఎలోంగటస్ PCC 7942 (షిరర్-రే-హేర్ టెస్ట్, రబ్బరు పాలు: DF=2, H=23.157, P=<0.001) మరియు CCAP 1479/1A (రెండు-మార్గం ANOVA, రబ్బరు పాలు: DF=2, F = 103.93, P = <0.001) (Fig. 1a).టెక్సానాల్ యొక్క గాఢత S. ఎలోంగటస్ PCC 7942 వృద్ధిని గణనీయంగా ప్రభావితం చేయలేదు, N-రబ్బరు పాలు మాత్రమే విషపూరితం (Fig. 1a), మరియు 0 N మరియు 4 N వరుసగా 26% మరియు 35% వృద్ధిని కొనసాగించాయి (మన్- విట్నీ U, 0 N vs. 4 N: W = 13.50, P = 0.245; 0 N వర్సెస్ నియంత్రణ: W = 25.0, P = 0.061; 4 N వర్సెస్ నియంత్రణ: W = 25.0, P = 0.061) మరియు 12 N వృద్ధి పోల్చదగినది జీవ నియంత్రణకు (మాన్-విట్నీ విశ్వవిద్యాలయం, 12 N vs. నియంత్రణ: W = 17.0, P = 0.885).S. ఎలోంగటస్ CCAP 1479/1A కోసం, రబ్బరు పాలు మిశ్రమం మరియు టెక్సానాల్ ఏకాగ్రత రెండూ ముఖ్యమైన కారకాలు, మరియు రెండింటి మధ్య ముఖ్యమైన పరస్పర చర్య గమనించబడింది (రెండు-మార్గం ANOVA, రబ్బరు పాలు: 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 మరియు అన్ని "మృదువైన" రబ్బరు పాలు వృద్ధిని ప్రోత్సహించాయి (Fig. 1a).తగ్గుతున్న స్టైరీన్ కూర్పుతో వృద్ధిని మెరుగుపరిచే ధోరణి ఉంది.
రబ్బరు పాలు సూత్రీకరణలకు సైనోబాక్టీరియా (సైనెకోకాకస్ ఎలోంగటస్ PCC 7942 మరియు CCAP 1479/1A) యొక్క విషపూరితం మరియు సంశ్లేషణ పరీక్ష, గ్లాస్ పరివర్తన ఉష్ణోగ్రత (Tg)తో సంబంధం మరియు విషపూరితం మరియు సంశ్లేషణ డేటా ఆధారంగా నిర్ణయం మాతృక.(ఎ) సస్పెన్షన్ కల్చర్‌లను నియంత్రించడానికి సాధారణీకరించబడిన సైనోబాక్టీరియా శాతం పెరుగుదల యొక్క ప్రత్యేక ప్లాట్‌లను ఉపయోగించి టాక్సిసిటీ టెస్టింగ్ జరిగింది.*తో గుర్తించబడిన చికిత్సలు నియంత్రణల నుండి గణనీయంగా భిన్నంగా ఉంటాయి.(బి) సైనోబాక్టీరియా పెరుగుదల డేటా వర్సెస్ Tg లేటెక్స్ (సగటు ± SD; n = 3).(సి) బయోకంపోజిట్ అడెషన్ పరీక్ష నుండి విడుదలైన సైనోబాక్టీరియా యొక్క సంచిత సంఖ్య.(d) లేటెక్స్ యొక్క Tgకి వ్యతిరేకంగా సంశ్లేషణ డేటా (సగటు ± StDev; n = 3).ఇ టాక్సిసిటీ మరియు అడెషన్ డేటా ఆధారంగా డెసిషన్ మ్యాట్రిక్స్."హార్డ్" (H) రబ్బరు పాలు కోసం స్టైరిన్ మరియు బ్యూటిల్ అక్రిలేట్ నిష్పత్తి 1:3, "సాధారణ" (N) కోసం 1:1 మరియు "సాఫ్ట్" (S) కోసం 3:1.లేటెక్స్ కోడ్‌లోని మునుపటి సంఖ్యలు టెక్సానాల్ కంటెంట్‌కు అనుగుణంగా ఉంటాయి.
చాలా సందర్భాలలో, పెరుగుతున్న టెక్సానాల్ గాఢతతో సెల్ ఎబిబిలిటీ తగ్గింది, అయితే ఏ జాతులకూ ముఖ్యమైన సహసంబంధం లేదు (CCAP 1479/1A: DF = 25, r = -0.208, P = 0.299; PCC 7942: DF = 25, r = – 0.127, P = 0.527).అంజీర్ న.1b కణాల పెరుగుదల మరియు గాజు పరివర్తన ఉష్ణోగ్రత (Tg) మధ్య సంబంధాన్ని చూపుతుంది.టెక్సానాల్ గాఢత మరియు Tg విలువల మధ్య బలమైన ప్రతికూల సంబంధం ఉంది (H-రబ్బరు పాలు: DF=7, r=-0.989, P=<0.001; N-రబ్బరు పాలు: DF=7, r=-0.964, P=<0.001 ; S- రబ్బరు పాలు: DF=7, r=-0.946, P=<0.001).S. ఎలోంగేటస్ PCC 7942 వృద్ధికి సరైన Tg సుమారు 17 °C (మూర్తి 1b) ఉందని డేటా చూపించింది, అయితే S. ఎలోంగటస్ CCAP 1479/1A 0 °C కంటే తక్కువ Tgకి అనుకూలంగా ఉంది (మూర్తి 1b).S. ఎలోంగటస్ CCAP 1479/1A మాత్రమే Tg మరియు టాక్సిసిటీ డేటా (DF=25, r=-0.857, P=<0.001) మధ్య బలమైన ప్రతికూల సంబంధాన్ని కలిగి ఉంది.
అన్ని రబ్బరు పాలు మంచి సంశ్లేషణ అనుబంధాన్ని కలిగి ఉన్నాయి మరియు వాటిలో ఏవీ 72 h తర్వాత 1% కంటే ఎక్కువ కణాలను విడుదల చేయలేదు (Fig. 1c).S. ఎలోంగటస్ (PCC 7942: Scheirer-Ray-Hara పరీక్ష, Latex*Texanol, DF=4, H=0.903; P=0.924; CCAP 1479/1A: Scheirer- రే పరీక్ష).– కుందేలు పరీక్ష, లేటెక్స్*టెక్సానాల్, DF=4, H=3.277, P=0.513).టెక్సానాల్ యొక్క ఏకాగ్రత పెరిగేకొద్దీ, ఎక్కువ కణాలు విడుదలవుతాయి (మూర్తి 1 సి).S. ఎలోంగటస్ PCC 7942 (DF=25, r=-0.660, P=<0.001) (Figure 1d)తో పోలిస్తే.ఇంకా, Tg మరియు రెండు జాతుల కణ సంశ్లేషణ మధ్య ఎటువంటి గణాంక సంబంధం లేదు (PCC 7942: DF=25, r=0.301, P=0.127; CCAP 1479/1A: DF=25, r=0.287, P=0.147).
రెండు జాతులకు, "హార్డ్" లేటెక్స్ పాలిమర్‌లు పనికిరావు.దీనికి విరుద్ధంగా, 4N మరియు 12Nలు S. ఎలోంగటస్ PCC 7942కి వ్యతిరేకంగా ఉత్తమ పనితీరు కనబరిచాయి, అయితే 4S మరియు 12S CCAP 1479/1A (Fig. 1e)కి వ్యతిరేకంగా ఉత్తమ పనితీరును కనబరిచాయి, అయినప్పటికీ పాలిమర్ మ్యాట్రిక్స్‌ను మరింత ఆప్టిమైజేషన్ చేయడానికి స్పష్టంగా స్థలం ఉంది.ఈ పాలిమర్‌లు సెమీ-బ్యాచ్ నెట్ CO2 తీసుకునే పరీక్షలలో ఉపయోగించబడ్డాయి.
సజల రబ్బరు పాలు కూర్పులో సస్పెండ్ చేయబడిన కణాలను ఉపయోగించి ఫోటోఫిజియాలజీని 7 రోజులు పర్యవేక్షించారు.సాధారణంగా, స్పష్టమైన కిరణజన్య సంయోగక్రియ రేటు (PS) మరియు గరిష్ట PSII క్వాంటం దిగుబడి (Fv/Fm) రెండూ కాలక్రమేణా తగ్గుతాయి, అయితే ఈ తగ్గుదల అసమానంగా ఉంటుంది మరియు కొన్ని PS డేటాసెట్‌లు బైఫాసిక్ ప్రతిస్పందనను చూపుతాయి, అయితే రియల్ టైమ్ రికవరీ అయితే పాక్షిక ప్రతిస్పందనను సూచిస్తాయి. తక్కువ PS కార్యాచరణ (Fig. 2a మరియు 3b).బైఫాసిక్ Fv/Fm ప్రతిస్పందన తక్కువగా ఉచ్ఛరించబడింది (గణాంకాలు 2b మరియు 3b).
(ఎ) స్పష్టమైన కిరణజన్య సంయోగక్రియ రేటు (PS) మరియు (బి) నియంత్రణ సస్పెన్షన్ సంస్కృతులతో పోలిస్తే రబ్బరు పాలు సూత్రీకరణలకు ప్రతిస్పందనగా Synechococcus elongatus PCC 7942 యొక్క గరిష్ట PSII క్వాంటం దిగుబడి (Fv/Fm)."హార్డ్" (H) రబ్బరు పాలు కోసం స్టైరిన్ మరియు బ్యూటిల్ అక్రిలేట్ నిష్పత్తి 1:3, "సాధారణ" (N) కోసం 1:1 మరియు "సాఫ్ట్" (S) కోసం 3:1.లేటెక్స్ కోడ్‌లోని మునుపటి సంఖ్యలు టెక్సానాల్ కంటెంట్‌కు అనుగుణంగా ఉంటాయి.(సగటు ± ప్రామాణిక విచలనం; n = 3).
(ఎ) స్పష్టమైన కిరణజన్య సంయోగక్రియ రేటు (PS) మరియు (బి) నియంత్రణ సస్పెన్షన్ సంస్కృతులతో పోలిస్తే రబ్బరు పాలు సూత్రీకరణలకు ప్రతిస్పందనగా Synechococcus elongatus CCAP 1479/1A యొక్క గరిష్ట PSII క్వాంటం దిగుబడి (Fv/Fm)."హార్డ్" (H) రబ్బరు పాలు కోసం స్టైరిన్ మరియు బ్యూటిల్ అక్రిలేట్ నిష్పత్తి 1:3, "సాధారణ" (N) కోసం 1:1 మరియు "సాఫ్ట్" (S) కోసం 3:1.లేటెక్స్ కోడ్‌లోని మునుపటి సంఖ్యలు టెక్సానాల్ కంటెంట్‌కు అనుగుణంగా ఉంటాయి.(సగటు ± ప్రామాణిక విచలనం; n = 3).
S. ఎలోంగటస్ PCC 7942 కోసం, రబ్బరు పాలు కూర్పు మరియు టెక్సానాల్ ఏకాగ్రత కాలక్రమేణా PSని ప్రభావితం చేయలేదు (GLM, Latex*Texanol*Time, DF = 28, F = 1.49, P = 0.07), అయినప్పటికీ కూర్పు ఒక ముఖ్యమైన అంశం (GLM)., రబ్బరు పాలు * సమయం, DF = 14, F = 3.14, P = <0.001) (Fig. 2a).కాలక్రమేణా టెక్సానాల్ ఏకాగ్రత యొక్క గణనీయమైన ప్రభావం లేదు (GLM, Texanol*time, DF=14, F=1.63, P=0.078).Fv/Fm (GLM, Latex*Texanol*Time, DF=28, F=4.54, P=<0.001) ప్రభావితం చేసే ముఖ్యమైన పరస్పర చర్య ఉంది.రబ్బరు పాలు సూత్రీకరణ మరియు టెక్సానాల్ ఏకాగ్రత మధ్య పరస్పర చర్య Fv/Fm (GLM, Latex*Texanol, DF=4, F=180.42, P=<0.001)పై గణనీయమైన ప్రభావాన్ని చూపింది.ప్రతి పరామితి కాలక్రమేణా Fv/Fmని కూడా ప్రభావితం చేస్తుంది (GLM, Latex*Time, DF=14, F=9.91, P=<0.001 మరియు Texanol*Time, DF=14, F=10.71, P=< 0.001).Latex 12H అత్యల్ప సగటు PS మరియు Fv/Fm విలువలను (Fig. 2b) నిర్వహించింది, ఈ పాలిమర్ మరింత విషపూరితమైనదని సూచిస్తుంది.
S. ఎలోంగటస్ CCAP 1479/1A యొక్క PS గణనీయంగా భిన్నంగా ఉంది (GLM, రబ్బరు పాలు * టెక్సానాల్ * సమయం, DF = 28, F = 2.75, P = <0.001), టెక్సానాల్ గాఢత (GLM, లాటెక్స్*టైమ్, DF) కంటే రబ్బరు కూర్పుతో =14, F=6.38, P=<0.001, GLM, Texanol*time, DF=14, F=1.26, P=0.239)."సాఫ్ట్" పాలిమర్‌లు 0S మరియు 4S నియంత్రణ సస్పెన్షన్‌ల కంటే కొంచెం ఎక్కువ స్థాయి PS పనితీరును కలిగి ఉన్నాయి (మాన్-విట్నీ U, 0S వర్సెస్ నియంత్రణలు, W = 686.0, P = 0.044, 4S వర్సెస్ నియంత్రణలు, W = 713, P = 0.01) మరియు నిర్వహించబడుతున్నాయి మెరుగైన Fv./Fm (Fig. 3a) ఫోటోసిస్టమ్ IIకి మరింత సమర్థవంతమైన రవాణాను చూపుతుంది.CCAP 1479/1A కణాల యొక్క Fv/Fm విలువలకు, కాలక్రమేణా ముఖ్యమైన రబ్బరు పాలు వ్యత్యాసం ఉంది (GLM, Latex*Texanol*Time, DF=28, F=6.00, P=<0.001) (మూర్తి 3b).)
అంజీర్ న.4 ప్రతి జాతికి సెల్ పెరుగుదల విధిగా 7 రోజుల వ్యవధిలో సగటు PS మరియు Fv/Fmని చూపుతుంది.S. ఎలోంగటస్ PCC 7942 స్పష్టమైన నమూనాను కలిగి లేదు (Fig. 4a మరియు b), అయినప్పటికీ, CCAP 1479/1A PS (Fig. 4c) మరియు Fv/Fm (Fig. 4d) విలువల మధ్య పారాబొలిక్ సంబంధాన్ని చూపింది స్టైరిన్ మరియు బ్యూటైల్ అక్రిలేట్ యొక్క నిష్పత్తులు మార్పుతో పెరుగుతాయి.
రబ్బరు పాలు తయారీపై సైనెకోకోకస్ లాంగమ్ యొక్క పెరుగుదల మరియు ఫోటోఫిజియాలజీ మధ్య సంబంధం.(ఎ) స్పష్టమైన కిరణజన్య సంయోగక్రియ రేటు (PS), (b) PCC 7942 యొక్క గరిష్ట PSII క్వాంటం దిగుబడి (Fv/Fm)కి వ్యతిరేకంగా రూపొందించబడిన టాక్సిసిటీ డేటా. c టాక్సిసిటీ డేటా PS మరియు d Fv/Fm CCAP 1479/1Aకి వ్యతిరేకంగా రూపొందించబడింది."హార్డ్" (H) రబ్బరు పాలు కోసం స్టైరిన్ మరియు బ్యూటిల్ అక్రిలేట్ నిష్పత్తి 1:3, "సాధారణ" (N) కోసం 1:1 మరియు "సాఫ్ట్" (S) కోసం 3:1.లేటెక్స్ కోడ్‌లోని మునుపటి సంఖ్యలు టెక్సానాల్ కంటెంట్‌కు అనుగుణంగా ఉంటాయి.(సగటు ± ప్రామాణిక విచలనం; n = 3).
బయోకాంపోజిట్ PCC 7942 మొదటి నాలుగు వారాలలో గణనీయమైన సెల్ లీచింగ్‌తో సెల్ నిలుపుదలపై పరిమిత ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంది (మూర్తి 5).CO2 తీసుకోవడం ప్రారంభ దశ తర్వాత, 12 N రబ్బరు పాలుతో స్థిరపడిన కణాలు CO2ని విడుదల చేయడం ప్రారంభించాయి మరియు ఈ నమూనా 4 మరియు 14 రోజుల మధ్య కొనసాగింది (Fig. 5b).ఈ డేటా వర్ణద్రవ్యం రంగు పాలిపోవడానికి సంబంధించిన పరిశీలనలకు అనుగుణంగా ఉంటుంది.నికర CO2 తీసుకోవడం 18వ రోజు నుండి మళ్లీ ప్రారంభమైంది. సెల్ విడుదల (Fig. 5a) ఉన్నప్పటికీ, PCC 7942 12 N బయోకాంపొజిట్ ఇప్పటికీ 28 రోజులలో నియంత్రణ సస్పెన్షన్ కంటే ఎక్కువ CO2ను సేకరించింది, అయినప్పటికీ కొద్దిగా (మాన్-విట్నీ U-పరీక్ష, W = 2275.5; P = 0.066).రబ్బరు పాలు 12 N మరియు 4 N ద్వారా CO2 యొక్క శోషణ రేటు 0.51 ± 0.34 మరియు బయోమాస్ d-1 యొక్క 1.18 ± 0.29 g CO2 g-1.చికిత్స మరియు సమయ స్థాయిల మధ్య గణాంకపరంగా ముఖ్యమైన వ్యత్యాసం ఉంది (చైర్-రే-హేర్ పరీక్ష, చికిత్స: DF=2, H=70.62, P=<0.001 సమయం: DF=13, H=23.63, P=0.034), కానీ అది కాదు.చికిత్స మరియు సమయానికి మధ్య ముఖ్యమైన సంబంధం ఉంది (చైరర్-రే-హార్ పరీక్ష, సమయం*చికిత్స: DF=26, H=8.70, P=0.999).
4N మరియు 12N రబ్బరు పాలు ఉపయోగించి Synechococcus elongatus PCC 7942 బయోకంపొజిట్‌లపై హాఫ్-బ్యాచ్ CO2 తీసుకునే పరీక్షలు.(ఎ) చిత్రాలు సెల్ విడుదల మరియు వర్ణద్రవ్యం రంగు పాలిపోవడాన్ని, అలాగే పరీక్షకు ముందు మరియు తర్వాత బయోకంపోజిట్ యొక్క SEM చిత్రాలను చూపుతాయి.తెల్లని చుక్కల పంక్తులు బయోకాంపోజిట్‌పై కణ నిక్షేపణ సైట్‌లను సూచిస్తాయి.(బి) నాలుగు వారాల వ్యవధిలో సంచిత నికర CO2 తీసుకోవడం."సాధారణ" (N) రబ్బరు పాలు 1:1 బ్యూటైల్ అక్రిలేట్‌కు స్టైరీన్ నిష్పత్తిని కలిగి ఉంటాయి.లేటెక్స్ కోడ్‌లోని మునుపటి సంఖ్యలు టెక్సానాల్ కంటెంట్‌కు అనుగుణంగా ఉంటాయి.(సగటు ± ప్రామాణిక విచలనం; n = 3).
4S మరియు 12Sతో స్ట్రెయిన్ CCAP 1479/1A కోసం సెల్ నిలుపుదల గణనీయంగా మెరుగుపడింది, అయితే వర్ణద్రవ్యం కాలక్రమేణా రంగును నెమ్మదిగా మార్చింది (Fig. 6a).బయోకాంపోజిట్ CCAP 1479/1A అదనపు పోషక పదార్ధాలు లేకుండా పూర్తి 84 రోజులు (12 వారాలు) CO2ని గ్రహిస్తుంది.SEM విశ్లేషణ (Fig. 6a) చిన్న సెల్ డిటాచ్‌మెంట్ యొక్క దృశ్య పరిశీలనను నిర్ధారించింది.ప్రారంభంలో, కణాలు ఒక రబ్బరు పూతతో కప్పబడి ఉంటాయి, ఇది కణాల పెరుగుదల ఉన్నప్పటికీ దాని సమగ్రతను కొనసాగించింది.నియంత్రణ సమూహం కంటే CO2 తీసుకునే రేటు గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉంది (స్కీరర్-రే-హార్ పరీక్ష, చికిత్స: DF=2; H=240.59; P=<0.001, సమయం: DF=42; H=112; P=<0.001 ) ( అత్తి 6b).12S బయోకంపోజిట్ అత్యధికంగా CO2 తీసుకోవడం (రోజుకు 1.57 ± 0.08 g CO2 g-1 బయోమాస్) సాధించింది, అయితే 4S రబ్బరు పాలు రోజుకు 1.13 ± 0.41 g CO2 g-1 బయోమాస్, కానీ అవి గణనీయంగా తేడా లేదు (మాన్-విట్నీ U . పరీక్ష, W = 1507.50; P = 0.07) మరియు చికిత్స మరియు సమయం మధ్య ముఖ్యమైన పరస్పర చర్య లేదు (షిరర్-రే-హరా పరీక్ష, సమయం * చికిత్స: DF = 82; H = 10 .37; P = 1.000).
4N మరియు 12N రబ్బరు పాలుతో Synechococcus elongatus CCAP 1479/1A బయోకంపొజిట్‌లను ఉపయోగించి హాఫ్ లాట్ CO2 తీసుకునే పరీక్ష.(ఎ) చిత్రాలు సెల్ విడుదల మరియు వర్ణద్రవ్యం రంగు పాలిపోవడాన్ని, అలాగే పరీక్షకు ముందు మరియు తర్వాత బయోకంపోజిట్ యొక్క SEM చిత్రాలను చూపుతాయి.తెల్లని చుక్కల పంక్తులు బయోకాంపోజిట్‌పై కణ నిక్షేపణ సైట్‌లను సూచిస్తాయి.(బి) పన్నెండు వారాల వ్యవధిలో సంచిత నికర CO2 తీసుకోవడం."సాఫ్ట్" (S) రబ్బరు పాలు 1:1 బ్యూటైల్ అక్రిలేట్‌కు స్టైరీన్ నిష్పత్తిని కలిగి ఉంటాయి.లేటెక్స్ కోడ్‌లోని మునుపటి సంఖ్యలు టెక్సానాల్ కంటెంట్‌కు అనుగుణంగా ఉంటాయి.(సగటు ± ప్రామాణిక విచలనం; n = 3).
S. ఎలోంగటస్ PCC 7942 (షిరర్-రే-హార్ పరీక్ష, సమయం*చికిత్స: DF=4, H=3.243, P=0.518) లేదా బయోకాంపోజిట్ S. ఎలోంగటస్ CCAP 1479/1A (రెండు-ANOVA, సమయం*చికిత్స: DF=8 , F = 1.79, P = 0.119) (Fig. S4).బయోకంపొజిట్ PCC 7942 2వ వారంలో అత్యధిక కార్బోహైడ్రేట్ కంటెంట్‌ను కలిగి ఉంది (4 N = 59.4 ± 22.5 wt%, 12 N = 67.9 ± 3.3 wt%), అయితే కంట్రోల్ సస్పెన్షన్ 4వ వారంలో అత్యధిక కార్బోహైడ్రేట్ కంటెంట్‌ను కలిగి ఉన్నప్పుడు (నియంత్రణ = 59.6 w/w).CCAP 1479/1A బయోకాంపొజిట్ యొక్క మొత్తం కార్బోహైడ్రేట్ కంటెంట్ ట్రయల్ ప్రారంభంలో మినహా నియంత్రణ సస్పెన్షన్‌తో పోల్చబడింది, 4వ వారంలో 12S రబ్బరు పాలులో కొన్ని మార్పులు చేయబడ్డాయి. బయోకాంపోజిట్ యొక్క అత్యధిక విలువలు 51.9 ± 9.6 wt% 4S కోసం మరియు 77.1 ± 17.0 wt% 12S కోసం.
బయో కాంపాబిలిటీ లేదా పనితీరును త్యాగం చేయకుండా లైకెన్ మిమిక్ బయోకాంపోజిట్ కాన్సెప్ట్‌లో ఒక ముఖ్యమైన అంశంగా సన్నని ఫిల్మ్ లేటెక్స్ పాలిమర్ పూత యొక్క నిర్మాణ సమగ్రతను పెంపొందించడానికి మేము డిజైన్ అవకాశాలను ప్రదర్శించడానికి బయలుదేరాము.నిజానికి, కణాల పెరుగుదలకు సంబంధించిన నిర్మాణాత్మక సవాళ్లను అధిగమించినట్లయితే, మా ప్రయోగాత్మక బయోకంపొజిట్‌లపై గణనీయమైన పనితీరు మెరుగుదలలను మేము ఆశిస్తున్నాము, ఇవి ఇప్పటికే ఇతర సైనోబాక్టీరియా మరియు మైక్రోఅల్గే కార్బన్ క్యాప్చర్ సిస్టమ్‌లతో పోల్చవచ్చు.
పూతలు తప్పనిసరిగా విషపూరితం కానివి, మన్నికైనవి, దీర్ఘకాలిక కణ సంశ్లేషణకు మద్దతునిస్తాయి మరియు సమర్థవంతమైన CO2 ద్రవ్యరాశి బదిలీ మరియు O2 డీగ్యాసింగ్‌ను ప్రోత్సహించడానికి తప్పనిసరిగా పోరస్‌గా ఉండాలి.లాటెక్స్-రకం యాక్రిలిక్ పాలిమర్‌లను తయారు చేయడం సులభం మరియు పెయింట్, టెక్స్‌టైల్ మరియు అంటుకునే పరిశ్రమలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి30.మేము సైనోబాక్టీరియాను నీటి ఆధారిత యాక్రిలిక్ లేటెక్స్ పాలిమర్ ఎమల్షన్‌తో స్టైరిన్/బ్యూటిల్ అక్రిలేట్ కణాలు మరియు టెక్సానాల్ యొక్క వివిధ సాంద్రతల యొక్క నిర్దిష్ట నిష్పత్తితో పాలిమరైజ్ చేసాము.స్టైరీన్ మరియు బ్యూటైల్ అక్రిలేట్‌లు భౌతిక లక్షణాలను నియంత్రించడానికి ఎంపిక చేయబడ్డాయి, ప్రత్యేకించి పూత యొక్క స్థితిస్థాపకత మరియు కోలెసెన్స్ సామర్థ్యం (బలమైన మరియు అత్యంత అంటుకునే పూతకు కీలకం), ఇది "కఠినమైన" మరియు "మృదువైన" కణ కంకరల సంశ్లేషణను అనుమతిస్తుంది.అధిక స్టైరిన్ కంటెంట్‌తో కూడిన "హార్డ్" రబ్బరు పాలు సైనోబాక్టీరియా మనుగడకు అనుకూలం కాదని టాక్సిసిటీ డేటా సూచిస్తుంది.బ్యూటైల్ అక్రిలేట్ కాకుండా, స్టైరిన్ ఆల్గే32,33కి విషపూరితంగా పరిగణించబడుతుంది.సైనోబాక్టీరియా జాతులు రబ్బరు పాలుకు చాలా భిన్నంగా స్పందించాయి మరియు S. ఎలోంగటస్ PCC 7942 కోసం వాంఛనీయ గాజు పరివర్తన ఉష్ణోగ్రత (Tg) నిర్ణయించబడింది, అయితే S. ఎలోంగటస్ CCAP 1479/1A Tgతో ప్రతికూల సరళ సంబంధాన్ని చూపింది.
ఎండబెట్టడం ఉష్ణోగ్రత నిరంతర ఏకరీతి రబ్బరు పాలు ఫిల్మ్‌ను రూపొందించే సామర్థ్యాన్ని ప్రభావితం చేస్తుంది.ఎండబెట్టడం ఉష్ణోగ్రత కనిష్ట ఫిల్మ్ ఫార్మింగ్ టెంపరేచర్ (MFFT) కంటే తక్కువగా ఉంటే, పాలిమర్ రబ్బరు పాలు కణాలు పూర్తిగా కలిసిపోవు, ఫలితంగా కణ ఇంటర్‌ఫేస్ వద్ద మాత్రమే సంశ్లేషణ ఏర్పడుతుంది.ఫలితంగా వచ్చిన చలనచిత్రాలు పేలవమైన సంశ్లేషణ మరియు యాంత్రిక బలాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు పొడి రూపంలో కూడా ఉండవచ్చు29.MFFT Tgకి దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటుంది, దీనిని మోనోమర్ కూర్పు మరియు టెక్సానాల్ వంటి కోలెసెంట్‌ల జోడింపు ద్వారా నియంత్రించవచ్చు.Tg ఫలిత పూత యొక్క అనేక భౌతిక లక్షణాలను నిర్ణయిస్తుంది, ఇది రబ్బరు లేదా గాజు స్థితిలో ఉండవచ్చు34.ఫ్లోరీ-ఫాక్స్ సమీకరణం35 ప్రకారం, Tg మోనోమర్ రకం మరియు సాపేక్ష శాతం కూర్పుపై ఆధారపడి ఉంటుంది.కోలెసెంట్‌ని కలపడం వలన రబ్బరు కణాల యొక్క Tg యొక్క అడపాదడపా అణచివేయడం ద్వారా MFFTని తగ్గించవచ్చు, ఇది తక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద చలనచిత్ర నిర్మాణాన్ని అనుమతిస్తుంది, కానీ ఇప్పటికీ గట్టి మరియు బలమైన పూతను ఏర్పరుస్తుంది ఎందుకంటే కోలసెంట్ కాలక్రమేణా నెమ్మదిగా ఆవిరైపోతుంది లేదా సంగ్రహించబడుతుంది 36 .
టెక్సానాల్ యొక్క ఏకాగ్రతను పెంచడం వలన పాలిమర్ కణాలను మృదువుగా చేయడం ద్వారా (Tgని తగ్గించడం) ఎండబెట్టడం సమయంలో కణాల ద్వారా శోషణం చేయడం ద్వారా చలనచిత్ర నిర్మాణాన్ని ప్రోత్సహిస్తుంది, తద్వారా బంధన చలనచిత్రం మరియు కణ సంశ్లేషణ బలాన్ని పెంచుతుంది.బయోకాంపొజిట్ పరిసర ఉష్ణోగ్రత (~18-20°C) వద్ద ఎండినందున, "హార్డ్" రబ్బరు పాలు యొక్క Tg (30 నుండి 55 °C) ఎండబెట్టడం ఉష్ణోగ్రత కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది, అంటే కణ సమ్మేళనం సరైనది కాకపోవచ్చు, ఫలితంగా బి ఫిల్మ్‌లు విట్రస్, పేలవమైన యాంత్రిక మరియు అంటుకునే లక్షణాలు, పరిమిత స్థితిస్థాపకత మరియు డిఫ్యూసివిటీ 30 చివరికి ఎక్కువ సెల్ నష్టానికి దారితీస్తాయి."సాధారణ" మరియు "మృదువైన" పాలిమర్‌ల నుండి ఫిల్మ్ ఫార్మేషన్ పాలిమర్ ఫిల్మ్ యొక్క Tg వద్ద లేదా అంతకంటే దిగువన సంభవిస్తుంది మరియు మెరుగైన కోలెసెన్స్ ద్వారా ఫిల్మ్ ఫార్మేషన్ మెరుగుపడుతుంది, ఫలితంగా మెరుగైన మెకానికల్, బంధన మరియు అంటుకునే లక్షణాలతో నిరంతర పాలిమర్ ఫిల్మ్‌లు ఏర్పడతాయి.CO2 సంగ్రహణ ప్రయోగాల సమయంలో ఏర్పడిన చలనచిత్రం దాని Tg ("సాధారణ" మిశ్రమం: 12 నుండి 20 ºC) లేదా చాలా తక్కువగా ("మృదువైన" మిశ్రమం: -21 నుండి -13 °C ) పరిసర ఉష్ణోగ్రత 30కి దగ్గరగా ఉండటం వలన రబ్బరులా ఉంటుంది."హార్డ్" రబ్బరు పాలు (3.4 నుండి 2.9 kgf mm–1) "సాధారణ" రబ్బరు పాలు (1.0 నుండి 0.9 kgf mm–1) కంటే మూడు రెట్లు కష్టం."మృదువైన" రబ్బరు పాలు యొక్క కాఠిన్యాన్ని వాటి అధిక రబ్బర్‌నెస్ మరియు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద జిగటగా ఉండటం వల్ల మైక్రోహార్డ్‌నెస్ ద్వారా కొలవలేము.ఉపరితల ఛార్జ్ సంశ్లేషణ అనుబంధాన్ని కూడా ప్రభావితం చేస్తుంది, అయితే అర్థవంతమైన సమాచారాన్ని అందించడానికి మరింత డేటా అవసరం.అయినప్పటికీ, అన్ని రబ్బరు పాలు కణాలను సమర్థవంతంగా నిలుపుకున్నాయి, 1% కంటే తక్కువ విడుదల చేస్తాయి.
కిరణజన్య సంయోగక్రియ యొక్క ఉత్పాదకత కాలక్రమేణా తగ్గుతుంది.పాలీస్టైరిన్‌కు గురికావడం వల్ల పొర అంతరాయానికి మరియు ఆక్సీకరణ ఒత్తిడికి దారితీస్తుంది38,39,40,41.సస్పెన్షన్ నియంత్రణతో పోలిస్తే 0S మరియు 4Sలకు బహిర్గతమయ్యే S. ఎలోంగటస్ CCAP 1479/1A యొక్క Fv/Fm విలువలు దాదాపు రెండు రెట్లు ఎక్కువగా ఉన్నాయి, ఇది 4S బయోకంపోజిట్ యొక్క CO2 తీసుకునే రేటుతో మంచి ఒప్పందంలో ఉంది, అలాగే తక్కువ సగటు PS విలువలు.విలువలు.అధిక Fv/Fm విలువలు PSIIకి ఎలక్ట్రాన్ రవాణా ఎక్కువ ఫోటాన్‌లను అందించవచ్చని సూచిస్తున్నాయి, దీని ఫలితంగా అధిక CO2 స్థిరీకరణ రేట్లు ఉండవచ్చు.అయినప్పటికీ, సజల రబ్బరు పాలు ద్రావణాలలో సస్పెండ్ చేయబడిన కణాల నుండి ఫోటోఫిజియోలాజికల్ డేటా పొందబడిందని మరియు పరిపక్వ బయోకంపొజిట్‌లతో నేరుగా పోల్చబడకపోవచ్చని గమనించాలి.
రబ్బరు పాలు కాంతి మరియు/లేదా వాయువు మార్పిడికి అడ్డంకిని సృష్టిస్తే, కాంతి మరియు CO2 పరిమితి ఏర్పడితే, అది సెల్యులార్ ఒత్తిడిని కలిగిస్తుంది మరియు పనితీరును తగ్గిస్తుంది మరియు O2 విడుదలను ప్రభావితం చేస్తే, ఫోటోరెస్పిరేషన్39.క్యూర్డ్ పూత యొక్క కాంతి ప్రసారం మూల్యాంకనం చేయబడింది: "హార్డ్" రబ్బరు పాలు 440 మరియు 480 nm మధ్య కాంతి ప్రసారంలో స్వల్ప తగ్గుదలని చూపించాయి (మెరుగైన ఫిల్మ్ కోలెసెన్స్ కారణంగా టెక్సానాల్ సాంద్రతను పెంచడం ద్వారా కొంతవరకు మెరుగుపడింది), అయితే "మృదువైనది" మరియు "రెగ్యులర్" "రబ్బరు పాలు కాంతి ప్రసారంలో కొంచెం తగ్గుదలని చూపించింది.నష్టం యొక్క గుర్తించదగిన నష్టాన్ని చూపదు.పరీక్షలు, అలాగే అన్ని ఇంక్యుబేషన్‌లు తక్కువ కాంతి తీవ్రత (30.5 µmol m-2 s-1) వద్ద జరిగాయి, కాబట్టి పాలిమర్ మాతృక కారణంగా ఏదైనా కిరణజన్య సంయోగక్రియ క్రియాశీల రేడియేషన్ భర్తీ చేయబడుతుంది మరియు ఫోటోఇన్‌హిబిషన్‌ను నిరోధించడంలో కూడా ఉపయోగపడుతుంది.హానికరమైన కాంతి తీవ్రత వద్ద.
బయోకాంపోజిట్ CCAP 1479/1A 84 రోజుల పరీక్ష సమయంలో, పోషకాల టర్నోవర్ లేదా బయోమాస్ గణనీయమైన నష్టం లేకుండా పనిచేసింది, ఇది అధ్యయనం యొక్క ముఖ్య లక్ష్యం.దీర్ఘకాలిక మనుగడ (విశ్రాంతి స్థితి) సాధించడానికి నైట్రోజన్ ఆకలికి ప్రతిస్పందనగా సెల్ డిపిగ్మెంటేషన్ క్లోరోసిస్ ప్రక్రియతో సంబంధం కలిగి ఉండవచ్చు, ఇది తగినంత నత్రజని చేరడం సాధించిన తర్వాత కణాల పెరుగుదలను తిరిగి ప్రారంభించడంలో సహాయపడుతుంది.కణ విభజన జరిగినప్పటికీ కణాలు పూత లోపలే ఉన్నాయని SEM చిత్రాలు ధృవీకరించాయి, "మృదువైన" రబ్బరు పాలు యొక్క స్థితిస్థాపకతను ప్రదర్శిస్తాయి మరియు తద్వారా ప్రయోగాత్మక సంస్కరణపై స్పష్టమైన ప్రయోజనాన్ని చూపుతుంది."మృదువైన" రబ్బరు పాలు సుమారు 70% బ్యూటైల్ అక్రిలేట్ (బరువు ద్వారా) కలిగి ఉంటుంది, ఇది ఎండబెట్టిన తర్వాత సౌకర్యవంతమైన పూత కోసం పేర్కొన్న ఏకాగ్రత కంటే చాలా ఎక్కువ.
నియంత్రణ సస్పెన్షన్ కంటే CO2 నికర తీసుకోవడం గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉంది (వరుసగా S. ఎలోంగటస్ CCAP 1479/1A మరియు PCC 7942కి 14-20 మరియు 3-8 రెట్లు ఎక్కువ).మునుపు, మేము అధిక CO2 తీసుకోవడం యొక్క ప్రధాన డ్రైవర్ బయోకాంపొజిట్31 యొక్క ఉపరితలం వద్ద ఒక పదునైన CO2 గాఢత ప్రవణత అని చూపించడానికి CO2 మాస్ ట్రాన్స్‌ఫర్ మోడల్‌ని ఉపయోగించాము మరియు మాస్ ట్రాన్స్‌ఫర్‌కు నిరోధకత ద్వారా బయోకాంపోజిట్ పనితీరును పరిమితం చేయవచ్చు.పూత 26 యొక్క సారంధ్రత మరియు పారగమ్యతను పెంచడానికి రబ్బరు పాలులో విషపూరితం కాని, ఫిల్మ్-ఫార్మింగ్ పదార్థాలను చేర్చడం ద్వారా ఈ సమస్యను అధిగమించవచ్చు, అయితే ఈ వ్యూహం అనివార్యంగా బలహీనమైన ఫిల్మ్20కి దారి తీస్తుంది కాబట్టి సెల్ నిలుపుదల రాజీపడవచ్చు.సచ్ఛిద్రతను పెంచడానికి పాలిమరైజేషన్ సమయంలో రసాయన కూర్పును మార్చవచ్చు, ఇది ఉత్తమ ఎంపిక, ముఖ్యంగా పారిశ్రామిక ఉత్పత్తి మరియు స్కేలబిలిటీ పరంగా.
మైక్రోఅల్గే మరియు సైనోబాక్టీరియా నుండి బయోకంపొజిట్‌లను ఉపయోగించి ఇటీవలి అధ్యయనాలతో పోలిస్తే కొత్త బయోకంపొజిట్ యొక్క పనితీరు సెల్ లోడింగ్ రేటు (టేబుల్ 1) 21,46 మరియు ఎక్కువ విశ్లేషణ సమయాలతో (84 రోజులు వర్సెస్ 15 గంటలు46 మరియు 3 వారాలు21) సర్దుబాటు చేయడంలో ప్రయోజనాలను చూపించింది.
కణాలలో కార్బోహైడ్రేట్ల యొక్క వాల్యూమెట్రిక్ కంటెంట్ సైనోబాక్టీరియాను ఉపయోగించే ఇతర అధ్యయనాలతో అనుకూలంగా ఉంటుంది47,48,49,50 మరియు BECCS కిణ్వ ప్రక్రియ ప్రక్రియలు49,51 లేదా బయోడిగ్రేడబుల్ ఉత్పత్తి వంటి కార్బన్ క్యాప్చర్ మరియు వినియోగం/రికవరీ అప్లికేషన్‌లకు సంభావ్య ప్రమాణంగా ఉపయోగించబడుతుంది. బయోప్లాస్టిక్స్52.ఈ అధ్యయనం యొక్క హేతువులో భాగంగా, BECCS ప్రతికూల ఉద్గారాల భావనలో పరిగణించబడిన అటవీ నిర్మూలన వాతావరణ మార్పులకు దివ్యౌషధం కాదని మరియు ప్రపంచంలోని వ్యవసాయ యోగ్యమైన భూమిలో భయంకరమైన వాటాను వినియోగిస్తుందని మేము ఊహిస్తాము.ఒక ఆలోచనా ప్రయోగంగా, ప్రపంచ ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదలను 1.5°C53కి (సంవత్సరానికి దాదాపు 8 నుండి 12 GtCO2) పరిమితం చేయడానికి 2100 నాటికి వాతావరణం నుండి 640 మరియు 950 GtCO2ను తొలగించాల్సి ఉంటుందని అంచనా వేయబడింది.మెరుగైన పనితీరు గల బయోకాంపోజిట్‌తో (574.08 ± 30.19 t CO2 t-1 బయోమాస్ పర్ ఇయర్-1) దీనిని సాధించడానికి 5.5 × 1010 నుండి 8.2 × 1010 m3 వరకు (పోల్చదగిన కిరణజన్య సంయోగక్రియ సామర్థ్యంతో) 292 బిలియన్ల నుండి 296 బిలియన్ల వరకు వాల్యూమ్ విస్తరణ అవసరం. పాలిమర్.1 m3 బయోకంపొజిట్‌లు 1 m2 భూ విస్తీర్ణంలో ఉన్నాయని ఊహిస్తే, లక్ష్యం వార్షిక మొత్తం CO2ని గ్రహించడానికి అవసరమైన ప్రాంతం 5.5 మరియు 8.17 మిలియన్ హెక్టార్ల మధ్య ఉంటుంది, ఇది భూమి యొక్క జీవితానికి తగిన 0.18-0.27%కి సమానం. ఉష్ణమండల, మరియు భూభాగాన్ని తగ్గించండి.BECCS కోసం 98-99% అవసరం.తక్కువ కాంతిలో నమోదు చేయబడిన CO2 శోషణపై సైద్ధాంతిక సంగ్రహ నిష్పత్తి ఆధారపడి ఉంటుందని గమనించాలి.బయోకంపొజిట్ మరింత తీవ్రమైన సహజ కాంతికి గురైన వెంటనే, CO2 తీసుకునే రేటు పెరుగుతుంది, భూమి అవసరాలు మరింత తగ్గుతాయి మరియు బయోకంపోజిట్ భావన వైపు ప్రమాణాలను మరింతగా తిప్పుతుంది.అయినప్పటికీ, స్థిరమైన బ్యాక్‌లైట్ తీవ్రత మరియు వ్యవధి కోసం అమలు తప్పనిసరిగా భూమధ్యరేఖ వద్ద ఉండాలి.
CO2 ఫలదీకరణం యొక్క ప్రపంచ ప్రభావం, అంటే పెరిగిన CO2 లభ్యత కారణంగా ఏర్పడిన వృక్షసంపద ఉత్పాదకత పెరుగుదల, చాలా భూభాగాలలో తగ్గింది, బహుశా కీలకమైన నేల పోషకాలు (N మరియు P) మరియు నీటి వనరులలో మార్పుల కారణంగా7.గాలిలో CO2 సాంద్రతలు పెరిగినప్పటికీ, భూసంబంధమైన కిరణజన్య సంయోగక్రియ CO2 తీసుకోవడంలో పెరుగుదలకు దారితీయదని దీని అర్థం.ఈ సందర్భంలో, BECCS వంటి భూ-ఆధారిత వాతావరణ మార్పు ఉపశమన వ్యూహాలు విజయవంతమయ్యే అవకాశం ఇంకా తక్కువ.ఈ గ్లోబల్ దృగ్విషయం ధృవీకరించబడితే, మా లైకెన్-ప్రేరేపిత బయోకంపొజిట్ ఒక కీలకమైన ఆస్తి కావచ్చు, సింగిల్ సెల్డ్ అక్వాటిక్ కిరణజన్య సంయోగక్రియ సూక్ష్మజీవులను "గ్రౌండ్ ఏజెంట్లు"గా మారుస్తుంది.చాలా భూసంబంధమైన మొక్కలు C3 కిరణజన్య సంయోగక్రియ ద్వారా CO2ను పరిష్కరిస్తాయి, అయితే C4 మొక్కలు వెచ్చగా, పొడిగా ఉండే ఆవాసాలకు మరింత అనుకూలంగా ఉంటాయి మరియు అధిక CO254 పాక్షిక పీడనాల వద్ద మరింత సమర్థవంతంగా ఉంటాయి.సైనోబాక్టీరియా C3 ప్లాంట్లలో తగ్గిన కార్బన్ డయాక్సైడ్ ఎక్స్పోజర్ యొక్క భయంకరమైన అంచనాలను భర్తీ చేయగల ప్రత్యామ్నాయాన్ని అందిస్తుంది.సైనోబాక్టీరియా ఒక సమర్థవంతమైన కార్బన్ సుసంపన్నత యంత్రాంగాన్ని అభివృద్ధి చేయడం ద్వారా ఫోటోరెస్పిరేటరీ పరిమితులను అధిగమించింది, దీనిలో CO2 యొక్క అధిక పాక్షిక పీడనాలు చుట్టుపక్కల ఉన్న కార్బాక్సిసోమ్‌లలో రిబులోజ్-1,5-బిస్ఫాస్ఫేట్ కార్బాక్సిలేస్/ఆక్సిజనేస్ (రూబిస్కో) ద్వారా అందించబడతాయి మరియు నిర్వహించబడతాయి.సైనోబాక్టీరియల్ బయోకంపొజిట్‌ల ఉత్పత్తిని పెంచగలిగితే, వాతావరణ మార్పులపై పోరాటంలో ఇది మానవాళికి ముఖ్యమైన ఆయుధంగా మారుతుంది.
బయోకంపొజిట్‌లు (లైకెన్ మిమిక్స్) సాంప్రదాయిక మైక్రోఅల్గే మరియు సైనోబాక్టీరియా సస్పెన్షన్ కల్చర్‌లపై స్పష్టమైన ప్రయోజనాలను అందిస్తాయి, అధిక CO2 తీసుకునే రేట్లు, కాలుష్య ప్రమాదాలను తగ్గించడం మరియు పోటీ CO2 ఎగవేతకు హామీ ఇస్తాయి.ఖర్చులు భూమి, నీరు మరియు పోషకాల వినియోగాన్ని గణనీయంగా తగ్గిస్తాయి56.ఈ అధ్యయనం అధిక-పనితీరు గల బయో కాంపాజిబుల్ రబ్బరు పాలును అభివృద్ధి చేయడం మరియు తయారు చేయడం యొక్క సాధ్యాసాధ్యాలను ప్రదర్శిస్తుంది, ఇది ఒక అభ్యర్థి సబ్‌స్ట్రేట్‌గా లూఫా స్పాంజ్‌తో కలిపినప్పుడు, కణాల నష్టాన్ని కనిష్టంగా ఉంచేటప్పుడు శస్త్రచికిత్స నెలలలో సమర్థవంతమైన మరియు ప్రభావవంతమైన CO2 తీసుకోవడం అందిస్తుంది.బయోకంపొజిట్‌లు సిద్ధాంతపరంగా సంవత్సరానికి సుమారుగా 570 t CO2 t-1 బయోమాస్‌ని సంగ్రహించగలవు మరియు వాతావరణ మార్పులకు మన ప్రతిస్పందనలో BECCS అటవీ నిర్మూలన వ్యూహాల కంటే చాలా ముఖ్యమైనవిగా నిరూపించబడవచ్చు.పాలిమర్ కూర్పు యొక్క మరింత ఆప్టిమైజేషన్‌తో, అధిక కాంతి తీవ్రతతో పరీక్షించడం మరియు విస్తృతమైన జీవక్రియ ఇంజనీరింగ్‌తో కలిపి, ప్రకృతి యొక్క అసలైన బయోజియోఇంజనీర్లు మరోసారి రక్షించబడతారు.
స్టైరిన్ మోనోమర్లు, బ్యూటైల్ అక్రిలేట్ మరియు యాక్రిలిక్ యాసిడ్ మిశ్రమాన్ని ఉపయోగించి యాక్రిలిక్ లేటెక్స్ పాలిమర్‌లు తయారు చేయబడ్డాయి మరియు pH 0.1 M సోడియం హైడ్రాక్సైడ్ (టేబుల్ 2)తో 7కి సర్దుబాటు చేయబడింది.స్టైరిన్ మరియు బ్యూటైల్ అక్రిలేట్ పాలిమర్ చైన్‌లలో ఎక్కువ భాగం తయారు చేస్తాయి, అయితే యాక్రిలిక్ యాసిడ్ రబ్బరు కణాలను సస్పెన్షన్‌లో ఉంచడంలో సహాయపడుతుంది.రబ్బరు పాలు యొక్క నిర్మాణ లక్షణాలు గ్లాస్ పరివర్తన ఉష్ణోగ్రత (Tg) ద్వారా నిర్ణయించబడతాయి, ఇది స్టైరిన్ మరియు బ్యూటిల్ అక్రిలేట్ యొక్క నిష్పత్తిని మార్చడం ద్వారా నియంత్రించబడుతుంది, ఇది వరుసగా "హార్డ్" మరియు "సాఫ్ట్" లక్షణాలను అందిస్తుంది58.ఒక సాధారణ యాక్రిలిక్ రబ్బరు పాలు పాలిమర్ 50:50 స్టైరిన్: బ్యూటైల్ అక్రిలేట్ 30, కాబట్టి ఈ అధ్యయనంలో ఈ నిష్పత్తితో కూడిన రబ్బరు పాలు "సాధారణ" రబ్బరు పాలుగా సూచించబడ్డాయి మరియు అధిక స్టైరిన్ కంటెంట్ కలిగిన రబ్బరు పాలు తక్కువ స్టైరిన్ కంటెంట్ కలిగిన రబ్బరు పాలుగా సూచించబడ్డాయి. ."మృదువైన" అని "కఠినమైనది" అని పిలుస్తారు.
30 మోనోమర్ బిందువులను స్థిరీకరించడానికి స్వేదనజలం (174 గ్రా), సోడియం బైకార్బోనేట్ (0.5 గ్రా) మరియు రోడాపెక్స్ అబ్/20 సర్ఫాక్టెంట్ (30.92 గ్రా) (సాల్వే) ఉపయోగించి ప్రాథమిక ఎమల్షన్ తయారు చేయబడింది.సిరంజి పంప్‌తో గ్లాస్ సిరంజి (సైన్స్ గ్లాస్ ఇంజినీరింగ్)ను ఉపయోగించి, టేబుల్ 2లో జాబితా చేయబడిన స్టైరీన్, బ్యూటైల్ అక్రిలేట్ మరియు యాక్రిలిక్ యాసిడ్ కలిగిన సెకండరీ ఆల్కాట్ 100 ml h-1 చొప్పున 4 గంటలలోపు ప్రాథమిక ఎమల్షన్‌కు డ్రాప్‌వైస్‌గా జోడించబడింది (కోల్ -పామర్, మౌంట్ వెర్నాన్, ఇల్లినాయిస్).dHO మరియు అమ్మోనియం పెర్సల్ఫేట్ (100 ml, 3% w/w) ఉపయోగించి పాలిమరైజేషన్ ఇనిషియేటర్ 59 యొక్క పరిష్కారాన్ని సిద్ధం చేయండి.
DHO (206 గ్రా), సోడియం బైకార్బోనేట్ (1 గ్రా) మరియు రోడాపెక్స్ అబ్/20 (4.42 గ్రా) కలిగిన ద్రావణాన్ని స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ ప్రొపెల్లర్‌తో ఓవర్‌హెడ్ స్టిరర్ (హెయిడాల్ఫ్ హీ-టార్క్యూ విలువ 100) ఉపయోగించి కదిలించి, 82 డిగ్రీల సెల్సియస్‌కు వేడి చేయండి. VWR సైంటిఫిక్ 1137P హీటెడ్ వాటర్ బాత్‌లో వాటర్ జాకెట్డ్ వెసెల్.మోనోమర్ (28.21 గ్రా) మరియు ఇనిషియేటర్ (20.60 గ్రా) యొక్క తగ్గిన బరువు ద్రావణాన్ని జాకెట్ ఉన్న పాత్రకు డ్రాప్‌వైస్‌గా జోడించారు మరియు 20 నిమిషాలు కదిలించారు.మిగిలిన మోనోమర్ (150 మి.లీ హెచ్-1) మరియు ఇనిషియేటర్ (27 మి.లీ హెచ్-1) ద్రావణాలను ఒక కంటైనర్‌లో వరుసగా 10 మి.లీ సిరంజిలు మరియు 100 మి.లీ ఉపయోగించి నీటి జాకెట్‌కు 5 గంటలకు పైగా జోడించే వరకు వాటిని సస్పెన్షన్‌లో ఉంచడానికి తీవ్రంగా కలపండి. .సిరంజి పంపుతో పూర్తయింది.స్లర్రీ నిలుపుదలని నిర్ధారించడానికి స్లర్రీ వాల్యూమ్‌లో పెరుగుదల కారణంగా స్టిరర్ వేగం పెరిగింది.ఇనిషియేటర్ మరియు ఎమల్షన్‌ను జోడించిన తర్వాత, ప్రతిచర్య ఉష్ణోగ్రత 85°Cకి పెంచబడింది, 450 rpm వద్ద 30 నిమిషాల పాటు బాగా కదిలించి, తర్వాత 65°Cకి చల్లబడుతుంది.శీతలీకరణ తర్వాత, రబ్బరు పాలుకు రెండు స్థానభ్రంశం పరిష్కారాలు జోడించబడ్డాయి: టెర్ట్-బ్యూటైల్ హైడ్రోపెరాక్సైడ్ (t-BHP) (నీటిలో 70%) (5 గ్రా, 14% బరువు) మరియు ఐసోఅస్కార్బిక్ ఆమ్లం (5 గ్రా, 10% బరువు)..t-BHP డ్రాప్ బై డ్రాప్ వేసి, 20 నిమిషాలు వదిలివేయండి.సిరంజి పంపును ఉపయోగించి 10 ml సిరంజి నుండి 4 ml/h చొప్పున ఎరిథోర్బిక్ యాసిడ్ జోడించబడింది.రబ్బరు పాలు ద్రావణాన్ని గది ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబరుస్తుంది మరియు 0.1M సోడియం హైడ్రాక్సైడ్‌తో pH 7కి సర్దుబాటు చేయబడింది.
2,2,4-ట్రైమెథైల్-1,3-పెంటానెడియోల్ మోనోయిసోబ్యూటైరేట్ (టెక్సానాల్) - లాటెక్స్ పెయింట్‌ల కోసం తక్కువ టాక్సిసిటీ బయోడిగ్రేడబుల్ కోలెసెంట్ 37,60 - మూడు వాల్యూమ్‌లలో సిరంజి మరియు పంప్‌తో జోడించబడింది (0, 4, 12% v/v) ఎండబెట్టడం సమయంలో ఫిల్మ్ ఏర్పడటానికి సులభతరం చేయడానికి రబ్బరు పాలు మిశ్రమానికి కోలెసింగ్ ఏజెంట్‌గా.ప్రతి పాలిమర్‌లో 100 µlను ముందుగా బరువున్న అల్యూమినియం ఫాయిల్ క్యాప్స్‌లో ఉంచడం ద్వారా మరియు 100°C వద్ద 24 గంటలపాటు ఓవెన్‌లో ఎండబెట్టడం ద్వారా రబ్బరు పాలు ఘనపదార్థాల శాతాన్ని నిర్ణయించారు.
కాంతి ప్రసారం కోసం, 100 µm ఫిల్మ్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి క్రమాంకనం చేయబడిన స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ డ్రాప్ క్యూబ్‌ను ఉపయోగించి ప్రతి రబ్బరు పాలు మిశ్రమాన్ని మైక్రోస్కోప్ స్లైడ్‌కు వర్తింపజేయబడింది మరియు 48 గంటల పాటు 20 ° C వద్ద ఆరబెట్టబడుతుంది.కాంతి ప్రసారం (కిరణజన్య సంయోగక్రియ క్రియాశీల రేడియేషన్‌పై దృష్టి కేంద్రీకరించబడింది, λ 400–700 nm) 30 W ఫ్లోరోసెంట్ దీపం నుండి 35 సెం.మీ దూరంలో సెన్సార్‌తో ILT950 స్పెక్ట్రిలైట్ స్పెక్ట్రోరేడియోమీటర్‌పై కొలుస్తారు (సిల్వేనియా లక్స్‌లైన్ ప్లస్, n = 6) మూలం సైనోబాక్టీరియా మరియు జీవులు మిశ్రమ పదార్థాలు భద్రపరచబడ్డాయి.స్పెక్ట్రిలైట్ III సాఫ్ట్‌వేర్ వెర్షన్ 3.5 λ 400–700 nm61 పరిధిలో ప్రకాశం మరియు ప్రసారాన్ని రికార్డ్ చేయడానికి ఉపయోగించబడింది.అన్ని నమూనాలు సెన్సార్ పైన ఉంచబడ్డాయి మరియు అన్‌కోటెడ్ గ్లాస్ స్లైడ్‌లు నియంత్రణలుగా ఉపయోగించబడ్డాయి.
లాటెక్స్ నమూనాలు సిలికాన్ బేకింగ్ డిష్‌కు జోడించబడ్డాయి మరియు కాఠిన్యం కోసం పరీక్షించబడటానికి ముందు 24 గంటలు పొడిగా ఉంచబడతాయి.ఎండిన రబ్బరు పాలు నమూనాను x10 సూక్ష్మదర్శిని క్రింద ఉక్కు టోపీపై ఉంచండి.ఫోకస్ చేసిన తర్వాత, నమూనాలను బ్యూలర్ మైక్రోమెట్ II మైక్రోహార్డ్‌నెస్ టెస్టర్‌లో విశ్లేషించారు.నమూనా 100 నుండి 200 గ్రాముల శక్తికి లోబడి ఉంది మరియు నమూనాలో డైమండ్ డెంట్ సృష్టించడానికి లోడ్ సమయం 7 సెకన్లకు సెట్ చేయబడింది.అదనపు ఆకృతి కొలత సాఫ్ట్‌వేర్‌తో బ్రూకర్ అలికోనా × 10 మైక్రోస్కోప్ ఆబ్జెక్టివ్‌ని ఉపయోగించి ప్రింట్ విశ్లేషించబడింది.ప్రతి రబ్బరు పాలు యొక్క కాఠిన్యాన్ని లెక్కించడానికి వికర్స్ కాఠిన్యం సూత్రం (సమీకరణం 1) ఉపయోగించబడింది, ఇక్కడ HV అనేది వికర్స్ సంఖ్య, F అనువర్తిత శక్తి మరియు d అనేది రబ్బరు పాలు యొక్క ఎత్తు మరియు వెడల్పు నుండి లెక్కించబడిన ఇండెంట్ కర్ణాల సగటు.ఇండెంట్ విలువ.ఇండెంటేషన్ పరీక్ష సమయంలో సంశ్లేషణ మరియు సాగతీత కారణంగా "సాఫ్ట్" రబ్బరు పాలు కొలవబడవు.
రబ్బరు పాలు కూర్పు యొక్క గ్లాస్ పరివర్తన ఉష్ణోగ్రత (Tg)ని నిర్ణయించడానికి, పాలిమర్ నమూనాలను సిలికా జెల్ వంటలలో ఉంచారు, 24 గంటలు ఎండబెట్టి, 0.005 గ్రా బరువు మరియు నమూనా వంటలలో ఉంచారు.డిష్ క్యాప్ చేయబడింది మరియు డిఫరెన్షియల్ స్కానింగ్ కలర్‌మీటర్‌లో ఉంచబడింది (పెర్కిన్‌ఎల్మెర్ DSC 8500, ఇంటర్‌కూలర్ II, పైరిస్ డేటా అనాలిసిస్ సాఫ్ట్‌వేర్)62.ఉష్ణోగ్రతను కొలవడానికి అంతర్నిర్మిత ఉష్ణోగ్రత ప్రోబ్‌తో ఒకే ఓవెన్‌లో రిఫరెన్స్ కప్పులు మరియు నమూనా కప్పులను ఉంచడానికి హీట్ ఫ్లో పద్ధతి ఉపయోగించబడుతుంది.స్థిరమైన వక్రతను సృష్టించడానికి మొత్తం రెండు ర్యాంప్‌లు ఉపయోగించబడ్డాయి.నమూనా పద్ధతి నిమిషానికి 20°C చొప్పున -20°C నుండి 180°Cకి పదే పదే పెంచబడింది.ప్రతి ప్రారంభ మరియు ముగింపు పాయింట్ ఉష్ణోగ్రత లాగ్‌ను లెక్కించడానికి 1 నిమిషం పాటు నిల్వ చేయబడుతుంది.
CO2ను గ్రహించే బయోకంపొజిట్ సామర్థ్యాన్ని అంచనా వేయడానికి, మా మునుపటి అధ్యయనంలో మాదిరిగానే నమూనాలను తయారు చేసి పరీక్షించారు.ఎండిన మరియు ఆటోక్లేవ్డ్ వాష్‌క్లాత్ సుమారు 1×1×5 సెం.మీ స్ట్రిప్స్‌గా కత్తిరించబడింది మరియు బరువు ఉంటుంది.ప్రతి సైనోబాక్టీరియా స్ట్రెయిన్‌లోని రెండు అత్యంత ప్రభావవంతమైన బయోకోటింగ్‌లలో 600 µlని ప్రతి లూఫా స్ట్రిప్‌కు ఒక చివర వేయండి, సుమారు 1 × 1 × 3 సెం.మీ.ను కప్పి, 20°C వద్ద 24 గంటలపాటు చీకటిలో ఆరబెట్టండి.లూఫా యొక్క మాక్రోపోరస్ నిర్మాణం కారణంగా, కొన్ని ఫార్ములా వృధా చేయబడింది, కాబట్టి సెల్ లోడింగ్ సామర్థ్యం 100% కాదు.ఈ సమస్యను అధిగమించడానికి, లూఫాపై పొడి తయారీ యొక్క బరువు నిర్ణయించబడుతుంది మరియు సూచన పొడి తయారీకి సాధారణీకరించబడింది.లూఫా, రబ్బరు పాలు మరియు శుభ్రమైన పోషక మాధ్యమంతో కూడిన అబియోటిక్ నియంత్రణలు ఇదే విధంగా తయారు చేయబడ్డాయి.
సగం-బ్యాచ్ CO2 తీసుకునే పరీక్షను నిర్వహించడానికి, బయోకంపొజిట్ (n = 3)ను 50 ml గాజు గొట్టంలో ఉంచండి, తద్వారా బయోకంపొజిట్ యొక్క ఒక చివర (బయోకోటింగ్ లేకుండా) 5 ml పెరుగుదల మాధ్యమంతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది, ఇది పోషకాన్ని అనుమతిస్తుంది. కేశనాళిక చర్య ద్వారా రవాణా చేయబడుతుంది..సీసా 20 మిమీ వ్యాసంతో బ్యూటైల్ రబ్బరు కార్క్‌తో సీలు చేయబడింది మరియు వెండి అల్యూమినియం టోపీతో ముడతలు పెట్టబడుతుంది.మూసివేసిన తర్వాత, 45 ml 5% CO2/ఎయిర్‌ను గ్యాస్-టైట్ సిరంజికి జోడించిన స్టెరైల్ సూదితో ఇంజెక్ట్ చేయండి.నియంత్రణ సస్పెన్షన్ (n = 3) యొక్క సెల్ సాంద్రత పోషక మాధ్యమంలో బయోకంపోజిట్ యొక్క సెల్ లోడ్‌కు సమానం.16:8 ఫోటోపెరియోడ్ మరియు 30.5 µmol m-2 s-1 ఫోటోపెరియోడ్‌తో 18 ± 2 °C వద్ద పరీక్షలు జరిగాయి.గ్యాస్-టైట్ సిరంజితో ప్రతి రెండు రోజులకు హెడ్ స్పేస్ తీసివేయబడుతుంది మరియు CO2 శోషణ శాతాన్ని నిర్ణయించడానికి ఇన్‌ఫ్రారెడ్ అబ్జార్ప్షన్ GEOTech G100తో CO2 మీటర్‌తో విశ్లేషించబడుతుంది.CO2 గ్యాస్ మిశ్రమాన్ని సమాన పరిమాణంలో జోడించండి.
% CO2 ఫిక్స్ కింది విధంగా లెక్కించబడుతుంది: % CO2 ఫిక్స్ = 5% (v/v) – %CO2 (సమీకరణం 2) అని వ్రాయండి, ఇక్కడ P = పీడనం, V = వాల్యూమ్, T = ఉష్ణోగ్రత మరియు R = ఆదర్శ వాయువు స్థిరాంకం.
సైనోబాక్టీరియా మరియు బయోకంపోజిట్‌ల నియంత్రణ సస్పెన్షన్‌ల కోసం నివేదించబడిన CO2 తీసుకునే రేట్లు జీవేతర నియంత్రణలకు సాధారణీకరించబడ్డాయి.g బయోమాస్ యొక్క ఫంక్షనల్ యూనిట్ వాష్‌క్లాత్‌పై స్థిరీకరించబడిన పొడి బయోమాస్ మొత్తం.సెల్ ఫిక్సేషన్‌కు ముందు మరియు తర్వాత లూఫా నమూనాలను తూకం వేయడం ద్వారా ఇది నిర్ణయించబడుతుంది.ఎండబెట్టడానికి ముందు మరియు తర్వాత సన్నాహాలను వ్యక్తిగతంగా తూకం వేయడం ద్వారా మరియు సెల్ తయారీ యొక్క సాంద్రతను లెక్కించడం ద్వారా సెల్ లోడ్ మాస్ (బయోమాస్ ఈక్వివలెంట్) కోసం అకౌంటింగ్ (సమీకరణం 3).స్థిరీకరణ సమయంలో సెల్ సన్నాహాలు సజాతీయంగా భావించబడతాయి.
గణాంక విశ్లేషణ కోసం రియల్‌స్టాటిస్టిక్స్ యాడ్-ఇన్‌తో మినిటాబ్ 18 మరియు మైక్రోసాఫ్ట్ ఎక్సెల్ ఉపయోగించబడ్డాయి.ఆండర్సన్-డార్లింగ్ పరీక్షను ఉపయోగించి సాధారణత పరీక్షించబడింది మరియు లెవెన్ పరీక్షను ఉపయోగించి వ్యత్యాసాల సమానత్వం పరీక్షించబడింది.ఈ ఊహలను సంతృప్తిపరిచే డేటాను పోస్ట్ హాక్ అనాలిసిస్‌గా టుకే పరీక్షతో టూ-వే అనాలిసిస్ ఆఫ్ వేరియెన్స్ (ANOVA) ఉపయోగించి విశ్లేషించారు.షైరర్-రే-హరా పరీక్ష మరియు చికిత్సల మధ్య ప్రాముఖ్యతను గుర్తించడానికి మన్-విట్నీ U-పరీక్షను ఉపయోగించి సాధారణత మరియు సమాన వ్యత్యాసం యొక్క అంచనాలను అందుకోలేని రెండు-మార్గం డేటా విశ్లేషించబడింది.సాధారణీకరించిన లీనియర్ మిక్స్‌డ్ (GLM) నమూనాలు మూడు కారకాలతో నాన్-నార్మల్ డేటా కోసం ఉపయోగించబడ్డాయి, ఇక్కడ డేటా జాన్సన్ ట్రాన్స్‌ఫార్మ్ 63ని ఉపయోగించి రూపాంతరం చెందింది.టెక్సానాల్ ఏకాగ్రత, గాజు పరివర్తన ఉష్ణోగ్రత మరియు రబ్బరు విషపూరితం మరియు సంశ్లేషణ డేటా మధ్య సంబంధాన్ని అంచనా వేయడానికి పియర్సన్ ఉత్పత్తుల యొక్క క్షణం సహసంబంధాలు నిర్వహించబడ్డాయి.