作為一種可再生和可持續(xù)的清潔能源來源，當(dāng)前階段的乙醇、生物柴油和其它生物燃料制造仍面臨著相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。除了糧食安全，業(yè)內(nèi)仍缺乏更多高效率、低成本的生產(chǎn)技術(shù)。好消息是，揚(yáng)州大學(xué)的一支科研團(tuán)隊(duì)，已于近日出版的《可再生與可持續(xù)能源期刊》上介紹了如何用紅藍(lán)組合 LED光來增強(qiáng)藻類的生長(zhǎng)，進(jìn)而促成新一代生物燃料的發(fā)展。
研究配圖 - 1：用于藻類培養(yǎng)的照明裝置和容器
據(jù)悉，這項(xiàng)研究的重點(diǎn)在于紅藍(lán)組合的 LED 照明是如何促進(jìn)杜氏鹽藻（D. salina）的生長(zhǎng)，并增強(qiáng)關(guān)鍵的生物成分（比如脂質(zhì)）的合成。
這種常見于鹽湖中的微藻，以鮮艷的粉紅色、胡蘿卜素含量高、易于培養(yǎng)等特性而被人們所熟知，并且被廣泛應(yīng)用于食品和化妝品中。
研究配圖 - 2：鹽藻在不同光照條件下的生長(zhǎng)狀況
與其它生物質(zhì)原料相比，微藻通常能夠積累更多的脂質(zhì)（構(gòu)成天然油與蠟的脂肪酸），意味著轉(zhuǎn)換為可用生物燃料的百分比也更高。不過缺乏細(xì)胞壁的杜氏鹽藻，能夠進(jìn)一步簡(jiǎn)化生物燃料的生產(chǎn)流程。
在這項(xiàng)研究中，團(tuán)隊(duì)使用了白色光的受控組、輔以紅藍(lán)光組合的實(shí)驗(yàn)組。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過將紅藍(lán) LED 照明結(jié)合在某種類型的微藻上，便可有效增強(qiáng)其生長(zhǎng)和提升關(guān)鍵生物成分的合成。
研究配圖 - 3：不同照明條件下收獲的鹽藻細(xì)胞密度與干燥生物量
此前單色可調(diào)的 LED 光源，已被用于優(yōu)化溫室植物的生長(zhǎng)。雖然可見光譜的各個(gè)部分都可用于光合作用，但其對(duì)植物發(fā)育的影響也不盡相同。為此，研究團(tuán)隊(duì)決定深入探究微藻生長(zhǎng)和脂質(zhì)含量之間的光照關(guān)系。
最終發(fā)現(xiàn)，不同強(qiáng)度的藍(lán)光無法顯著增強(qiáng)微藻的生長(zhǎng)，但可增加脂質(zhì)、蛋白質(zhì)和碳水化合物的含量。另一方面，與藍(lán)光和白光相比，紅光反而會(huì)對(duì)藻類生長(zhǎng)和脂質(zhì)形成有所拖累。
研究配圖 - 4：不同光照條件下的鹽藻細(xì)胞生物成分含量
不過最佳的方案，還是以不同的比例來同時(shí)照射紅藍(lán)光。與白光對(duì)比，4：3 的紅藍(lán)光配比，能夠?qū)⑽⒃宓闹|(zhì)產(chǎn)量顯著提升 35% 以上，同時(shí)干燥生物量也提升了 10% 以上。
有關(guān)這項(xiàng)研究的詳情，已經(jīng)發(fā)表在近日出版的《Journal of Renewable and Sustainable Energy》上，原標(biāo)題為《Impact of combined monochromatic light on the biocomponent productivity of Dunaliella salina》。
