人工的光合作用已能在沒有光的條件下發生

2022年08月26日03:53:11 科學 1083

作者:DR. ALFREDO CARPINETI

編譯:Lily

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圖片來源:anut21ng Stock/Shutterstock.com

光合作用是地球上最重要的化學反應之一,直接和間接地為我們呼吸的氧氣和我們吃的食物負責。它由陽光提供動力,大約1%的太陽能量最終進入植物。現在,研究人員已經大大提高了效率。

正如 Nature Food 報道,該團隊使用了兩步過程。首先,他們使用電催化過程從二氧化碳、水和電中產生醋酸鹽——醋的主要成分。然後醋酸鹽可以被食用有機體消耗以在完全黑暗的環境中生長。

“我們能夠在沒有生物光合作用任何貢獻的情況下培育出糧食生產物。通常,這些生物是在植物中的糖或原油中提煉的——這是數百萬年前發生的生物光合作用的產物,”加州大學河濱分校的博士生、該研究的共同主要作者伊麗莎白·漢恩,在一份聲明中說。

“與依賴生物光合作用的食品生產相比,這項技術是將太陽能轉化為食物更有效的方法。”

當使用太陽能電池板發電時,研究小組發現酵母將陽光轉化為食物的效率是酵母的 18 倍。使藻類生長的能源效率提高了大約四倍。該團隊還在產生蘑菇的真菌菌絲體上進行了測試。

“通過我們的方法,我們試圖確定一種生產食物的新方法,這種方法可以突破通常由生物光合作用施加的限制,”通訊作者、加州大學河濱分校化學與環境工程助理教授羅伯特·金克森說。

該團隊還在已知作物上測試了這種方法,看看它們是否可以在沒有陽光的情況下用醋酸鹽種植。黑眼豌豆、西紅柿、煙草、大米、油菜和綠豌豆在黑暗中種植時都能夠利用醋酸鹽中的碳。

“我們發現,多種作物都可以吸收我們提供的醋酸鹽,並將其構建成生物體生長和繁衍所需的主要分子構建塊。通過我們目前正在進行的一些育種和工程,我們可能能夠用醋酸鹽作為額外的能源來種植農作物,以提高農作物產量,”金克森實驗室的博士生、該研究的共同主要作者 Marcus Harland-Dunaway 說。

該方法可用於使用碳捕獲的方法增加使用栽培品種,以及在地球上甚至在太空中沒有陽光的情況下種植食物。


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作者簡介:Alfredo Carpineti

Alfredo Carpineti 博士。他是高級職業作家,空間記者, IFLScience 的一名特約撰稿人,主要涵蓋天文學、物理學和技術。天體物理學和理學碩士,獲得帝國理工學院博士學位。

原文鏈接:

https://www.iflscience.com/artificial-photosynthesis-can-now-happen-without-light-64363

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