دستاورد جدید دانشمندان: رشد گیاهان بدون نور خورشید ممکن شد

محققان دانشگاه دلاور آمریکا موفق شدند به روشی جدید برای انجام فتوسنتز در گیاهان بدون نور خورشید دست یابند. این روش جدید که فتوسنتز مصنوعی Artificial Photosynthesis نام دارد، گیاهان را از نور خورشید برای فتوسنتز بی‌نیاز می‌کند.

فتوسنتز در گیاهان، آب، دی‌اکسید کربن و نور خورشید را به مواد غذایی تبدیل می‌کند. با این حال، این فرایند کارآمد نبوده و تنها حدود یک ‌درصد از انرژی موجود در نور خورشید در این فرآیند استفاده می‌شود.

دانشمندان دانشگاه دلاوار راهی را برای دور زدن فتوسنتز طبیعی و رشد گیاهان مستقل از نور خورشید با استفاده از فتوسنتز مصنوعی پیدا کرده‌اند. این روش از یک فرایند الکتروکاتالیستی ۲ مرحله‌ای برای تبدیل دی‌اکسیدکربن، الکتریسیته و آب به استات (acetate) که یکی از اجزای تشکیل‌دهنده سرکه است، بهره می‌برد.

آنها در مرحله بعدی استات را در تاریکی روی یک ارگانیسم تولیدکننده غذا اعمال کردند، امری که در ادامه موجب رشد نمونه‌های ارگانیک مذکور شد. این روش می‌تواند بازده فرآیند تبدیل نور خورشید به غذا را بالا ببرد.

یکی از دانشمندان این پروژه می‌گوید که ما به‌ دنبال شناسایی روش جدیدی برای تولید مواد غذایی بودیم که بتواند از محدودیت‌های معمول فتوسنتز بیولوژیکی عبور کند.

در واقع فرایند فتوسنتز مصنوعی می‌تواند از نور خورشید استفاده کند اما لزوما وابسته آن نیست و قادر است با استفاده از اشکال مختلف الکتریسیته هم به تولید انرژی بپردازد.

دانشمندان دانشگاه دلاوار اعلام کرده‌اند که با استفاده از پیشرفته‌ترین راه‌اندازی الکترولیز CO۲ دومرحله‌ای که در آزمایشگاه ایجاد شده است، می‌توان به گزینش‌پذیری بالایی نسبت به استات دست یابیم که از طریق روش الکترولیز CO۲ معمولی قابل دسترسی نیست.

بر اساس نتایج این تحقیقات طیف وسیعی از ارگانیسم‌های تولیدکننده غذا را می‌توان در تاریکی رشد داد. جلبک‌های سبز، مخمرها و میسلیوم‌های قارچی از جمله این ارگانیسم‌ها محسوب می‌شوند.

تولید جلبک با این فناوری تقریبا ۴ برابر بیشتر از رشد آن به روش فتوسنتزی انرژی ذخیره می‌کند. تولید مخمر نیز تقریباً ۱۸ برابر بیشتر از روشی که به‌طور معمول با استفاده از شکر استخراج شده از ذرت کشت می‌شود، در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌کند.

به باور محققان، روش جدید می‌تواند با کاهش اتکا به نور مستقیم خورشید و استفاده از رویکرد فتوسنتز مصنوعی، تحول چشمگیری را در نحوه تولید غذا ایجاد کند. همچنین می‌توان فرایند مذکور را در محیط‌های کشاورزی مصنوعی و خارج از سیاره زمین هم به کار برد.