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Journal of the American Chemical Society에 발표된 최근 연구에서 MIT 화학 엔지니어들은 질소 고정 박테리아를 보호하도록 설계된 혁신적인 금속-유기 코팅을 도입하여 생산 규모를 확대하고 농장으로 운송하는 데 따른 문제를 해결했습니다. 전 세계 온실가스 배출량의 1.5%를 차지하는 화학 비료는 박테리아 비료에서 지속 가능한 대안을 찾을 수 있습니다.
금속-페놀 네트워크(MPN)로 알려진 혁신적인 코팅은 박테리아 세포의 무결성을 보존하여 옥수수와 청경채를 포함한 다양한 종자의 발아율을 향상시킵니다. 이렇게 코팅된 박테리아는 화씨 132도까지 견딜 수 있어 운송 중에 냉장 보관할 필요가 없습니다. Ariel Furst가 주도한 이 연구는 광범위한 유통과 비용 효율성의 잠재력을 강조하여 농부들이 미생물 비료에 더 쉽게 접근할 수 있도록 합니다.
화학 비료 생산을 위한 전통적인 Haber-Bosch 방법은 탄소 집약적일 뿐만 아니라 시간이 지남에 따라 토양 영양분을 고갈시킵니다. 대조적으로, 질소 고정 박테리아를 통합하는 재생 농업은 토양 건강을 지속 가능하게 복원하는 것을 목표로 합니다. 일부 농부들은 미생물 비료를 채택했지만 현장 발효는 많은 사람들에게 여전히 비용이 많이 듭니다.
살아있는 박테리아를 시골 지역으로 운송하는 것은 열에 대한 민감성과 섬세한 구조로 인해 어려움에 직면해 있습니다. Furst의 솔루션에는 열과 동결 건조 손상으로부터 박테리아를 보호하는 금속-페놀 네트워크인 MPN 코팅을 적용하는 것이 포함됩니다. 철, 망간, 알루미늄, 아연을 포함한 FDA 승인 성분은 안전성과 환경 친화성을 보장합니다.
연구진은 질소 고정 박테리아인 슈도모나스 클로로라피스(Pseudomonas 클로로라피스)를 캡슐화하는 12가지 서로 다른 MPN을 테스트했습니다. 모든 코팅은 운송 중 박테리아의 생존에 중요한 고온 및 습도로부터 박테리아를 효과적으로 보호했습니다. 종자 발아 실험에서는 망간과 에피갈로카테킨 갈레이트(EGCG)의 조합인 가장 효율적인 MPN이 처리되지 않은 종자에 비해 발아율을 150% 향상시키는 것으로 나타났습니다.
수석 연구원인 Ariel Furst는 재생 농업을 위한 이 기술을 대규모로 상용화하기 위해 Seia Bio를 설립했습니다. 제조 공정의 비용 효율성은 현장 발효를 위한 인프라가 없는 소규모 농민에게 도움이 되고 지속 가능한 농업 관행에 대한 접근을 민주화할 것으로 예상됩니다.
MIT의 선구적인 금속-유기 코팅은 지속 가능한 농업을 향한 중요한 진전을 의미하며 온실가스 배출 감소와 토양 건강 개선을 약속합니다. 이 획기적인 발전은 농부들이 비료를 배치하는 방식을 변화시켜 모두가 재생 농업에 더 쉽게 접근하고 비용 효율적으로 만들 수 있습니다.