Esse sistema funciona essencialmente igual ao processo de fotossíntese, em que as plantas utilizam a luz solar para transformar dióxido de carbono em açúcares para a alimentação.
O reator híbrido, criado por pesquisadores da Universidade da Califórnia em Berkeley (EUA), emprega bactérias Sporomusa ovata densamente embaladas entre uma "floresta de nanofios" para converter gás carbônico em blocos de construção para compostos orgânicos.
"Estes nanofios de silício são essencialmente como uma antena […] Eles capturam o fóton solar como um painel solar. Dentro destes nanofios de silício, eles gerarão elétrons e os alimentarão com estas bactérias. Depois as bactérias absorvem CO2, fazem a química e cospem acetato", diz o líder do projeto Peidong Yang.
Com essa inovação, acreditam os pesquisadores, a carga útil da nave espacial poderia ser reduzida drasticamente durante as missões de colonização e, consequentemente, os custos.
O sistema também ajudaria a resolver o problema das futuras colonizações humanas de como produzir "in situ" coisas como combustível e medicamentos e como manter uma atmosfera artificial rica em oxigênio.
As moléculas de acetato produzidas pelas bactérias "ciborgues" estão embutidas com pontos quânticos que também atuam como painéis solares, e seriam canalizadas para o ambiente de fabricação para produzir combustível, plásticos e até mesmo medicamentos, enquanto o oxigênio produzido seria usado para fornecer uma atmosfera respirável para os futuros colonos.
Quando a equipe inaugurou o reator há cinco anos, ele tinha uma eficiência de conversão solar de cerca de 0,4%. O protótipo atual requer um painel solar externo para um aumento de energia, mas pode atingir uma eficiência recorde de 3,6%.
Os pesquisadores estão agora fazendo experimentos com bactérias geneticamente modificadas que poderiam melhorar ainda mais o sistema e permitir que ele produza ainda mais compostos orgânicos, como açúcares e carboidratos, que poderiam um dia fornecer alimentos aos futuros colonizadores de Marte.