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Highly efficient, long life, reusable and robust photosynthetic hybrid core-shell beads for the sustainable production of high value compounds
Desmet, Jonathan; Meunier, Christophe; Danloy, Emeric et al.
2015In Journal of Colloid and Interface Science, 448, p. 79-87
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Keywords :
encapsulation; hybrid beads; biopolymer
Abstract :
[en] An efficient one-step process to synthesize highly porous (Ca-alginate–SiO2–polycation) shell: (Na-alginate– SiO2) core hybrid beads for cell encapsulation, yielding a reusable long-life photosynthetically active material for a sustainable manufacture of high-value metabolites is presented. Bead formation is based on crosslinking of an alginate biopolymer and mineralisation of silicic acid in combination with a coacervation process between a polycation and the silica sol, forming a semi-permeable external membrane. The excellent mechanical strength and durability of the monodispersed beads and the control of their porosity and textural properties is achieved by tailoring the silica and alginate loading, polycation concentration and incubation time during coacervation. This process has led to the formation of a remarkably robust hybrid material that confers exceptional protection to live cells against sheer stresses and contamination in a diverse range of applications. Dunaliella tertiolecta encapsulated within this hybrid core–shell system display high photosynthetic activity over a long duration (>1 year). This sustainable biotechnology could find use in high value chemical harvests and biofuel cells to photosynthetic solar cells (energy transformation, electricity production, water splitting technologies). Furthermore the material can be engineered into various forms from spheres to variable thickness films, broadening its potential applications. 2015 Elsevier Inc. All rights reserved.
Research center :
Laboratoire de Génie Chimique
Disciplines :
Chemistry
Author, co-author :
Desmet, Jonathan;  Université de Namur > Unité de chimie des nanomatériaux > Laboratoire de chimie des matériaux inorganique
Meunier, Christophe;  Université de Namur > Unité de chimie des nanomatériaux > Laboratoire de chimie des matériaux inorganiques
Danloy, Emeric;  Université de Namur > Unité de chimie des nanomatériaux > Laboratoire des matériaux inorganiques
Duprez, Marie-Eve;  Université de Mons-Hainaut - UMH > Département Chimie Sciences des Matériaux > Génie des Procédés chimiques et biologiques
Lox, Frédéric ;  Université de Liège > Département de chimie appliquée > Génie de la réaction et des réacteurs chimiques
Thomas, Diane;  Université de Mons > Département Chimie - Sciences des Matériaux > Génie des Procédés chimiques et biochimiques
Hantson, Anne-Lise;  Université de Mons > Département de Chimie - Sciences des Matériaux > Génie des procédés chimiques et biochimiques
Crine, Michel ;  Université de Liège > Département de chimie appliquée > Département de chimie appliquée
Toye, Dominique  ;  Université de Liège > Département de chimie appliquée > Génie de la réaction et des réacteurs chimiques
Rooke, Joanna;  Université de Namur > Unité des Nanomatériaux > Laboratoire de chimie des matériaux inorganiques
Su, Bao-Lian;  Université de Namur > Unité des chimie des nanomatériaux > Laboratoire de chimie des matériaux inorganiques
Language :
English
Title :
Highly efficient, long life, reusable and robust photosynthetic hybrid core-shell beads for the sustainable production of high value compounds
Publication date :
09 February 2015
Journal title :
Journal of Colloid and Interface Science
ISSN :
0021-9797
eISSN :
1095-7103
Publisher :
Academic Press, Orlando, United States - Florida
Volume :
448
Pages :
79-87
Peer reviewed :
Peer Reviewed verified by ORBi
Name of the research project :
Programme GREENOMAT - convention FOTOBIOMAT
Funders :
SPW DGO6 - Service Public de Wallonie. Economie, Emploi, Recherche [BE]
Available on ORBi :
since 29 June 2015

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