به گزارش چاینا دیلی، ماده نوآورانه‌ای که در این پروژه توسعه یافته، «نقاط کوانتومی کربنی» نام دارد؛ نانوموادی ساخته‌شده از ضایعات کشاورزی همچون کاه، برگ و علف‌های هرز که با ویژگی‌های منحصر به‌فرد نوری و زیستی خود، توانایی جذب و تبدیل نور را بهبود می‌بخشند.
این نقاط کوانتومی قادرند نور فرابنفش و نور سبز را، که معمولاً به طور ناکارآمد توسط گیاهان جذب می‌شود، به نور قرمز قابل‌استفاده تبدیل کنند. همچنین با تحریک الکترون‌ها، تعداد الکترون‌های در دسترس برای زنجیره انتقال الکترون فتوسنتزی را افزایش داده و در نهایت راندمان فتوسنتز را بالا می‌برند.
این تحقیق توسط دانشمندان موسسات فناوری پیشرفته شنژن وابسته به آکادمی علوم چین و دانشگاه جیائو تونگ شانگهای انجام شده است.
پژوهشگران این نانوماده را در محیط کشت مایع سیانوباکتری‌ها آزمایش کرده و همچنین آن را بر روی گیاهانی نظیر آرابیدوپسیس اسپری کردند. نتایج نشان می‌دهد که سیانوباکتری‌های تولیدکننده گلیسرول، ۲.۴ برابر افزایش در نرخ تثبیت دی‌اکسیدکربن و ۲.۲ برابر افزایش در تولید گلیسرول را تجربه کرده‌اند. همچنین زیست‌توده گیاه آرابیدوپسیس تا ۱.۸ برابر افزایش یافته است.
این نانوماده نه‌تنها از نظر عملکرد نوری مؤثر است، بلکه دارای مزایای مهمی همچون هزینه پایین و زیست‌سازگاری بالاست، که آن را به گزینه‌ای بسیار امیدوارکننده برای به‌کارگیری در کشاورزی آینده و تولید زیستی مبتنی بر انرژی خورشیدی تبدیل می‌کند.
آزمایش‌های مقدماتی نشان داده‌اند که این فناوری می‌تواند رشد گیاهان مهمی مانند عدسک آبی، بادام‌زمینی، ذرت و سویا را نیز افزایش دهد. تیم تحقیقاتی اعلام کرده است که قصد دارد آزمایش‌های میدانی گسترده‌تری را در آینده انجام دهد تا قابلیت‌های عملی این نانوماده در شرایط واقعی کشاورزی سنجیده شود.
نانوماده جدید مبتنی بر کربن که توسط پژوهشگران چینی از ضایعات زیست‌توده کشاورزی ساخته شده است، دارای مزایا و فواید متعددی در حوزه‌های کشاورزی، زیست‌فناوری و پایداری محیط‌زیست است. یکی از مهم‌ترین مزایای این نانوماده، افزایش چشمگیر راندمان فتوسنتز گیاهان است. این ماده با تبدیل نور فرابنفش و نور سبز که گیاهان معمولاً به‌خوبی جذب نمی‌کنند، به نور قرمز قابل‌استفاده، فرایند فتوسنتز را به‌طور قابل‌توجهی بهبود می‌بخشد. همچنین با تحریک بیشتر الکترون‌ها، تعداد الکترون‌های فعال در زنجیره انتقال الکترونی افزایش یافته و کارایی فتوسنتزی بالا می‌رود.
افزون بر این، استفاده از این نانوماده باعث تقویت رشد گیاهان و افزایش تولید زیست‌توده شده است. نتایج آزمایش‌ها نشان داده‌اند که گیاهانی مانند آرابیدوپسیس، عدسک آبی، بادام‌زمینی، ذرت و سویا رشد بیشتری از خود نشان داده‌اند؛ مسئله‌ای که می‌تواند به بهبود عملکرد کشاورزی و افزایش تولید در مقیاس‌های وسیع کمک کند. این نانوماده همچنین از ضایعات کشاورزی نظیر کاه و برگ تولید می‌شود که باعث کاهش پسماند و استفاده بهینه از منابع طبیعی می‌گردد، و نقش مهمی در حفظ محیط‌زیست ایفا می‌کند.
مزیت دیگر این ماده، هزینه پایین تولید و زیست‌سازگاری بالای آن است که امکان استفاده گسترده و تولید انبوه را با حداقل آسیب زیست‌محیطی فراهم می‌سازد. از سوی دیگر، این نانوماده قابلیت استفاده بهینه از انرژی خورشیدی را نیز دارد و در توسعه فناوری‌های زیستی خورشیدپایه مانند بیوسوخت‌ها بسیار امیدوارکننده است. همچنین، به دلیل سازگاری آن با فناوری‌های نوین زیست‌فناوری، این ماده می‌تواند در مهندسی ژنتیک و کشاورزی هوشمند نیز کاربرد بالقوه داشته باشد و موجب افزایش مقاومت و بهره‌وری گیاهان در شرایط مختلف اقلیمی شود.
در مجموع، این اکتشاف گامی نوآورانه در مسیر بهینه‌سازی فرایندهای زیستی، افزایش بازده کشاورزی و توسعه پایدار است و چشم‌انداز روشنی برای آینده کشاورزی هوشمند و دوستدار محیط‌زیست ترسیم می‌کند.
منبع: chinadaily
