علماء أحياء صينيون يخترعون مادة نانوية جديدة لتعزيز التمثيل الضوئي للنباتات

بكين 11 مارس 2025 (شينخوا) طوّر فريق بحثي صيني مادة نانوية قائمة على الكربون من الكتلة الحيوية للنفايات الزراعية، والتي من شأنها أن تعزز عملية التمثيل الضوئي للنباتات وقد تعزز نمو المحاصيل.

وكشفت دراسة نُشرت مؤخرا في مجلة "مواد الاتصالات" أن الباحثين من معاهد شنتشن للتكنولوجيا المتقدمة التابعة للأكاديمية الصينية للعلوم وجامعة شانغهاي جياوتونغ، قاموا بتطوير النقاط الكمومية الكربونية، وهي مادة نانوية قائمة على الكربون تم إنتاجها من الكتلة الحيوية للنفايات الزراعية مثل القش والأوراق والأعشاب الضارة، حسبما ذكرت صحيفة العلوم والتكنولوجيا اليومية يوم الاثنين الماضي.

وأوضحت الدراسة أن المادة الجديدة قادرة على تحويل الضوء فوق البنفسجي الذي لا تستطيع النباتات امتصاصه، والضوء الأخضر الذي تمتصه النباتات بشكل غير فعال، إلى ضوء أحمر لتحقيق امتصاص أكثر كفاءة. كما يمكن لهذه المادة أن تثير الإلكترونات من الفوتونات الممتصة لتوفير إلكترونات إضافية لسلسلة نقل الإلكترون الضوئي، وبالتالي تحسين كفاءة التمثيل الضوئي.

وقام الباحثون بوضع المادة وسط زراعة سائل البكتيريا الزرقاء أو رشّها على النباتات لإجراء التجربة. وأظهرت النتائج أن البكتيريا الزرقاء المنتجة للجلسرين لديها زيادة بمقدار 2.4 ضعف في معدل تثبيت ثاني أكسيد الكربون ونمو بمقدار 2.2 ضعف في إنتاج الجلسرين. وفي الوقت نفسه، تزداد الكتلة الحيوية لنبات أرابيدوبسيس بمقدار 1.8 ضعف.

ووفقا للدراسة، فإن المادة لا تعمل فقط على تحسين كفاءة التمثيل الضوئي وتعزيز نمو النبات، بل توفر أيضا مزايا التكلفة المنخفضة والتوافق الحيوي العالي، مما يجعلها واعدة للغاية للإنتاج الزراعي المستقبلي والتصنيع الحيوي بالطاقة الشمسية.

كما تظهر التجارب الأولية أن المادة تتمكن من تعزيز نمو نباتات مثل عشبة الماء والفول السوداني والذرة وفول الصويا.

ويخطط الفريق البحثي لإجراء المزيد من التجارب الميدانية.