به گزارش باشگاه خبرنگاران، بسیاری از مشکلاتی که بشر امروز با آن روبرو می‌شود، قبلاً توسط طبیعت حل شده است؛ بنابراین بسیاری از الهامات از طبیعت می‌تواند نقطه عطفی در حل این مشکلات باشد.

ساخت نسخه‌های مصنوعی از برگ ده‌ها سال است که سیر تحقیقاتی خود را می‌گذراند و در یک پیشرفت جدید، محققان دانشگاه صنعتی Eindhoven (TUE) طراحی برگ مصنوعی خود را به خوبی توسعه داده و برای اولین بار از آن برای تولید دارو استفاده کرده‌اند.

ایده اولیه این تیم تحقیقاتی از برگ‌های طبیعی آغاز شد که سیستم هوشمندی دارند، آن‌ها نور خورشید را جمع‌آوری می‌کنند و سپس مولکول‌های کلروفیل با صرف انرژی و از طریق یک واکنش شیمیایی CO۲ و آب را به گلوکز تبدیل می‌کنند. گیاه از این گلوکز برای تولید انرژی استفاده می‌کند و اکسیژن را به عنوان یک محصول نهایی آزاد می‌کند.

با تلاش محققان برگ‌های مصنوعی با الهام از این سیستم طبیعی طراحی شده اند؛ این برگ‌ها از مواد شفافی ساخته شده اند که به نور خورشید اجازه می‌دهد تا به درون‌آن‌ها هدایت شود و از لابه‌لای کانال‌ها که همان رگبرگ‌ها هستند، عبور کند.

مایع خاصی از طریق این کانال‌ها جریان می‌یابد و انرژی ناشی از نور خورشید باعث واکنش شیمیایی در آن مایع می‌شود و آن را به ماده‌ای مفید مانند دارو یا سوخت تبدیل می‌کند.

به نظر می‌رسد این فناوری که پتانسیل تولید صنعت داروسازی سبز را دارد، اکنون برای پیشرفت تجاری آماده است و با وجود نور خورشید به عنوان منبع عظیمی از انرژی قادر به تولید داروی ارزان و در همه جا خواهیم بود.

در این گام رو به جلو، شیمیدانان دانشگاه صنعتی آیندهوون مینی راکتوری ساختند که مشابه برگ‌های موجود در طبیعت، نور خورشید را جذب می‌کند و واکنش‌های شیمیایی را به گردش در می‌آورد. دستاورد نهایی آن‌ها از ساخت این راکتور، تولید دو نوع داروی ضد مالاریای «آرتمیسینین» و داروی ضد انگلی «آسکاریدول» است.

این محققان در گفتگو با مجله Angewandte Chemie، توضیح دادند که چگونه می‌توان این رآکتور را به راحتی مقیاس پذیرکرد، برای طیف گسترده‌ای از واکنش‌های شیمیایی مورد استفاده قرار داد و تولید پایدار دارو را در شرایط تغییر آب و هوا حفظ کرد.

نمونه اولیه ایده این تیم در سال ۲۰۱۶ ارائه شده است، زمانی که آنها رویای استفاده از انرژی خورشید برای تولید مواد شیمیائی را در سر داشتند؛ مشکل این بود که نور خورشید موجود، انرژی بسیار کمی برای شروع واکنش‌ها ایجاد می‌کند.

محققان به لطف برگ‌های موجود در طبیعت، موفق شدند کانال‌هایی که اصطلاحا LSCs نامیده می‌شود طراحی کنند که بسیار باریک و از جنس لاستیک سیلیکون است، این کانال‌ها از تمام سطح یک برگ عبور می‌کنند.

در راکتور جدیدی که این تیم ارائه کرده است به دلایل مختلف لاستیک سیلیکون با PMMA (پلی متیل متاکریلات) یا پلکسی گلاس جایگزین شده است، این ماده در مقادیر بیشتر ارزان‌تر و آسان‌تر ساخته می‌شود همچنین دارای ضریب شکست بالاتری است، به طوری که نور بیشتر در برگ باقی بماند اما مهمترین مزیت این ماده این است که می‌توان انواع بیشتری از مولکول‌های حساس به نور را در PMMA اضافه کرد؛ در نتیجه، در این راکتور تمام واکنش‌های شیمیایی در طیف نور مرئی امکان پذیر است.

یک صنعت شیمیایی سبز

به گفته محققان با استفاده از این راکتور می‌توانید درهر جا که می‌خواهید دارو تهیه کنید. شما فقط به نور خورشید و این کارخانه کوچک احتیاج دارید.

این راکتور سبز پتانسیل آن را دارد که یک مشکل جدی برای صنعت داروسازی، یعنی فشار فزاینده برای تولید به صورت پایدار را حل کند؛ واکنش‌های شیمیایی برای تولید دارو‌ها در حال حاضر به مواد شیمیایی سمی و انرژی زیادی به صورت سوخت‌های فسیلی نیاز دارند. حال آن که با استفاده از نور مرئی، همین واکنش‌ها پایدار، ارزان‌تر و سریعتر انجام می‌شوند.