Một nhóm các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã phát triển một vật liệu nano dựa trên carbon sáng tạo được tạo ra từ sinh khối rác thải nông nghiệp, chẳng hạn như rơm, lá và cỏ dại, để tăng cường quá trình quang hợp của cây. Vật liệu đột phá này, được gọi là chấm lượng tử carbon, chuyển đổi ánh sáng tia cực tím và ánh sáng xanh khó hấp thụ thành ánh sáng đỏ mà cây có thể sử dụng hiệu quả hơn.
Nói một cách đơn giản, vật liệu này giúp kích thích các electron từ các photon bị hấp thụ, mang lại cho cây thêm năng lượng trong quá trình quang hợp. Trong các thử nghiệm kiểm soát, khi vật liệu được thêm vào môi trường nuôi cấy lỏng của vi khuẩn lam hoặc được áp dụng trực tiếp lên cây, kết quả rất ấn tượng. Vi khuẩn lam sản xuất glycerol cho thấy tỷ lệ cố định CO2 tăng gấp 2,4 lần và mức sản xuất glycerol tăng gấp 2,2 lần, trong khi cây Arabidopsis có sự gia tăng sinh khối gấp 1,8 lần.
Nguyên cứu, được công bố trên tạp chí Communications Materials, không chỉ làm nổi bật tiềm năng cải thiện sự phát triển của cây mà còn cho thấy ưu điểm về chi phí thấp và tính tương thích sinh học cao. Các thí nghiệm ban đầu thậm chí cho thấy các loại cây như bèo tấm, đậu phộng, ngô và đậu nành có thể hưởng lợi lớn từ kỹ thuật này.
Nhìn về tương lai, nhóm nghiên cứu từ Viện Công nghệ Tiên tiến Thâm Quyến thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Đại học Giao Thông Thượng Hải dự kiến sẽ tiếp tục thực hiện thêm các thí nghiệm thực địa. Phát triển đầy triển vọng này có thể mở ra con đường cho sản xuất nông nghiệp bền vững hơn và sản xuất sinh học sử dụng năng lượng mặt trời trong tương lai.
