As cidades do futuro podem ser iluminadas por algas

A maneira como produzimos luz mudou surpreendentemente pouco desde que Thomas Edison desenvolveu a primeira lâmpada em 1879.

A lâmpada LED recentemente reduziu significativamente os custos de eletricidade, mas ainda usam a mesma fonte de energia e continuam a contribuir para o aquecimento global, já que a maior parte da eletricidade ainda vem da queima de combustíveis fósseis.

Precisamos de um novo método para produzir luz que, em vez de usar eletricidade convencional, use a própria energia da natureza.

Nos Estados Unidos, alguns pesquisadores dedicados têm investigado algas bioluminescentes há alguns anos, mas nunca mapearam com sucesso todo o sistema bioluminescente dentro das algas. Na Universidade Técnica da Dinamarca (DTU), estamos conduzindo a primeira pesquisa dinamarquesa nesta área, e ela mostra que organismos bioluminescentes poderiam um dia iluminar nossas cidades com uma luz azul turquesa.

Existem, no entanto, alguns desafios claros a serem resolvidos antes que isso se torne uma realidade. Podemos precisar transferir genes de organismos bioluminescentes para outros organismos verdes, talvez plantas superiores que serão capazes de emitir luz com mais eficiência.

As algas são encontradas em toda parte na terra e no mar e são imensamente importantes para a vida como a conhecemos.

Muitas pessoas associam algas a algas marinhas (macroalgas), mas na verdade a maioria das algas são microalgas. Essas algas são tão pequenas que você só pode vê-las através de um microscópio.

Alguns deles, os chamados dinoflagelados, emitem uma forte luz azul à noite. Esse fenômeno é conhecido como bioluminescência, em que os organismos vivos produzem luz por meio de reações químicas.

Você mesmo pode vê-lo em certas épocas do ano em climas mais quentes, em torno do equador do Brasil à Austrália.

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Embora as pessoas observem esse fenômeno no oceano há mais de 2.500 anos, ainda sabemos surpreendentemente pouco sobre as algas envolvidas e como elas produzem luz.

As algas emitem uma luz azul quando são agitadas. Por exemplo, quando um predador nada criando uma corrente, ou quando as algas são atingidas por ondas nas águas costeiras.

Duas moléculas são particularmente importantes para a produção de luz: a luciferase (uma enzima) e a luciferina (uma molécula produzida pela fotossíntese).

Quando as algas registram uma perturbação, uma cadeia de processos químicos celulares é acionada, fazendo com que o pH caia. Isso ativa as enzimas luciferase, que se ligam à luciferina e transferem energia para a luciferina por meio de um processo conhecido como oxidação. É a liberação de energia da luciferina que vemos como luz azul.

Até agora só foi demonstrado teoricamente e não por experimento.

As algas bioluminescentes precisam de energia para emitir luz, assim como sua lâmpada de cabeceira que se conecta a uma tomada para acessar a eletricidade. As algas, porém, obtêm sua energia de outra fonte: o Sol.

Eles usam a luz solar para produzir energia via fotossíntese para realizar toda uma gama de processos no nível celular.

Você pode imaginar as algas como pequenas lâmpadas individuais, alimentadas por uma célula solar. Eles 'recarregam' durante o dia para que possam emitir sua luz azul durante a noite.

Existem vários animais bioluminescentes, fungos e bactérias. Todos eles requerem alimentos para produzir a energia necessária para iluminar. As algas exploram a luz solar e o dióxido de carbono (CO2): Duas fontes de energia inesgotáveis, ecológicas e neutras em CO2.

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Usamos uma grande proporção de eletricidade para iluminar nossas casas, estradas, estacionamentos e assim por diante. Essa eletricidade vem em grande parte da queima de combustíveis fósseis, o que aumenta a quantidade de CO2 na atmosfera e impulsiona o aquecimento global. Portanto, precisamos de uma fonte de luz mais sustentável.

As microalgas crescem em água salgada, mas desde que cresçam em um recipiente fechado podem funcionar como uma lâmpada biológica, que poderia ser usada como lâmpadas para iluminar nossas cidades, vitrines, prédios, estradas e estacionamentos.

As algas bioluminescentes são o primeiro estágio no desenvolvimento da luz biológica, mas existem alguns desafios claros ao usar algas em uma lâmpada. As algas precisam ser perturbadas em movimento antes de iluminar, o que é problemático em uma lâmpada. Além disso, eles iluminam apenas por um período relativamente curto devido à limitação de energia.