Frunza asta artificială transformă lumina în medicamente

Mini fabrica inspirată de natură poate produce medicamente pe loc.
droguri
Imagine: Bart van Overbeeke/TU   

Medicamentele vin cu un cost în plus pe lângă cel financiar. O fabrică de medicamente folosește de 15 ori mai mult energie pe metru pătrat decât o clădire de birouri, dintre care o parte e folosită pentru reacțiile chimice necesare pentru a face medicamente obișnuite ca cele anti-malarie.

În prezent, cercetătorii din Olanda spun că vor reduce din costuri cu ajutorul luminii solare și a unor frunze artificiale ca să facă medicamente oricând și oriunde vor, din junglă până în craterele de pe Marte.

Publicitate

Lucrarea lor, publicată luna trecută în Angewandte Chemie, un jurnal al Societății Substanțelor Chimice din Germania, a arătat că pot produce substanțe medicamentoase (chiar și o formă intermediară a artemisisinului) cu ajutorul unor concentratoare solare modificate care captează lumina cum fac și frunzele.

O echipă condusă de Timothy Noël, un profesor asociat la Universitatea de Tehnologie Endhoven din Olanda, a combinat concentratoarele astea solare - care chiar pot fi făcute să arate ca niște frunze - cu niște traiectorii numite microcanale. Ingredientele se găsesc în canalele astea, care arată ca nervurile frunzelor, și sunt stimulate de energia solară. Ca să producă ascaridole, un medicament anti-paraziți, cercetătorii au folosit o lampă cu un bec care simula condițiile solare normale, însă au trecut la lumina naturală pentru precursorul anti-malarie.

„Energia solară se găsește din abundență, dar e prea difuză ca să o poți folosi în chimie”, a zis Noël într-un e-mail. „Am depășit problema asta prin crearea unui reactor care înmagazinează energia solară și o trimite în canale reactive.”

Noël și echipa lui au creat un prototip în 2016 care conținea o structură din silicon vopsită în roșu. În următorii ani, au trecut la o structură din plexiglas și au vopsit-o în roșu, verde și albastru. Versiunile în formă de frunză scot în evidență asemănările dintre microcanale și nervurile frunzelor, dar Noël a zis că reactorii folosiți în experimentele lor sunt drepți ca să fie mai ușor de calculat.

Publicitate

În 2018, echipa lui Noël a adăugat prototipului un sistem de feedback care face ca lumina de la concentratorul solar să rămână constantă în timpul schimbărilor vremii și apariției norilor. Noël a zis că ultima versiune rezistă 20 de ani și poate fi produsă pentru mai puțin de 55 de dolari pe metru pătrat. Producția în masă ar reduce din costuri.

Pe lângă asta, reactorii solari măresc viteza reacțiilor chimice. Într-un caz, timpul de reacție a trecut de la șase ore la cinci minute. Noël a spus că s-a datorat microcanalelor, pe care le-a comparat cu felul în care lumina trece prin apă: Cu cât te adâncești în mare, cu atât îți vezi picioarele mai puțin, pentru că lumina ajunge doar la straturile superioare ale apei. Similar, într-o cameră de reacție expusă la lumină, energia va atinge doar exteriorul și nu va pătrunde în mijloc. Microcanalele maximizează cantitatea de reactiv expusă la lumină și accelează reacția, a zis el.

Abordarea echipei va permite producerea de medicamente în afara unui laborator farmaceutic, chiar în zonele unde substanțele respective sunt necesare.

„Să folosești un astfel de reactor înseamnă că poți face medicamente oriunde, indiferent că-i vorba de unele anti-malarie în junglă sau paracetamol pe Marte”, a zis Noël într-o declarație din 2016. „Tot ce ai nevoie sunt lumina soarelui și o mini fabrică.”

Articolul a apărut inițial pe VICE US.