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Leaf-inspired nanocellulose frameworks for next generation photosynthetic cell factories

Descripción del proyecto

Productos químicos más sostenibles a partir de fábricas celulares fotosintéticas

Gracias al desarrollo de la biotecnología moderna, los microorganismos algales (que hoy en día se emplean en muchos campos) poseen un gran potencial como «fábricas celulares» fotosintéticas productivas que revisten especial importancia como fuente barata de energía renovable y de productos químicos. Sin embargo, la biotecnología algal industrial de las fábricas celulares en estado sólido necesita nuevas técnicas para aumentar la eficiencia de la producción. Por este motivo, el proyecto financiado con fondos europeos FuturoLEAF combinará el concepto de arquitectura funcional a partir de componentes básicos de nanocelulosa con la anatomía y las funciones diseñadas según los principios de la anatomía de las hojas vegetales para crear una nueva tecnología de biocatalización basada en algas que sea eficiente en la captura de CO2 y la producción de biocombustibles y productos químicos a través de la energía solar. La maximización del uso de la luz, la captura de CO2 y la flexibilización del transporte logístico de las fábricas celulares permitirá un elevado ciclo catalítico. El sistema FuturoLEAF se probará y evaluará en un nivel de preparación tecnológica 3.

Objetivo

FuturoLEAF envisions to exploit know-how in nanocellulose materials and cell biology to revolutionize the field of industrial algal biotechnology by conceptually renewing tailored solid-state cell factories. FuturoLEAF introduces algal-based biocatalysts with functional architecture formulated from nanocellulose building blocks and designed on the principles of plant leaf anatomy and function. Knowledge of bio-based materials science and photosynthesis will be integrated with achievements of synthetic biology and biomolecular engineering to conceive the new technology efficient in capturing CO2 and producing solar-driven biofuels and chemicals. The FuturoLEAF biocatalysts will gain high production efficiency by tailoring nanocellulose matrix performance with utilisation of its highly specific water interactions, resulting in tunable porosity and transport properties. Directed self-assembly as a tool to locate and attach photosynthetic cells in the matrix by their native interaction potential will further improve the performance. The system will maximise light utilization and CO2 capturing by providing controllable influx/efflux of moisture, gases, nutrients, products and substrates, leading to next generation photosynthetic cell factories with high catalytic turn-over time. In addition, the solid-state nature of the system will enable effortless logistical transportation of cell factories without having to move large amounts of water in contrast to current suspension cultures. The FuturoLEAF architecture will be tested under changing environment in a fixedbed high-cell density photobioreactor, which is designed for simulating behaviour of the plant with gas-to-liquid interphase production environment. The proof of the concept will involve evaluation of the approach at TRL3 level in a photobioreactor functioning in continuous mode. FuturoLEAF proposes a significant step away from dependency of fossil sources, towards sustainable energy and chemicals production.

Convocatoria de propuestas

H2020-FETOPEN-2018-2020

Consulte otros proyectos de esta convocatoria

Convocatoria de subcontratación

H2020-FETOPEN-2018-2019-2020-01

Régimen de financiación

RIA - Research and Innovation action

Coordinador

TEKNOLOGIAN TUTKIMUSKESKUS VTT OY
Aportación neta de la UEn
€ 946 856,25
Dirección
TEKNIIKANTIE 21
02150 Espoo
Finlandia

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Región
Manner-Suomi Helsinki-Uusimaa Helsinki-Uusimaa
Tipo de actividad
Research Organisations
Enlaces
Coste total
€ 946 856,25

Participantes (6)