Un groupe de chercheurs de l’Université libre de Bolzano a « conçu » des usines en les équipant de nanoparticules (c’est-à-dire des particules d’une taille comprise entre 1 et 100 nanomètres) d’un polymère synthétique, capables d’augmenter leur capacité à absorber la lumière du soleil et à photosynthétiser : les résultats ont été décrits dans l’étude Nanoparticules polymères conjuguées stimulant la croissance et la photosynthèse des plantes biohybridespublié dans la revue Materials Horizons. Ces plantes, définies « biohybride », grâce à l’augmentation du pouvoir de photosynthèse, ils sont également capables d’absorber jusqu’à 11% de dioxyde de carbone (CO) en plus2) de l’atmosphère, par rapport aux plantes non hybridées. Un aspect important est qu’ils ne sont pas le résultat d’un génie génétique ou d’une manipulation de leur ADN, mais que les particules de polymère ont été fabriquées assimilé par les plantes directement à partir des racines. L’expérience est complètement innovante, en effet, pour la première fois ont été produits plantes hybridées avec un composant synthétiquecapable de modifier et d’améliorer un processus biochimique : il pourra ouvrir de nouvelles frontières dans le domaine de la bio-ingénierie appliquée et dans la recherche de solutions pour la séquestration du dioxyde de carbone de l’atmosphère, nous aidant dans la lutte contre le changement climatique et la production d’oxygène (O2).
Comment les plantes biohybrides ont été obtenues : l’étude
Dans les laboratoires de l’Université Libre de Bolzano, des graines de la plante annuelle arabe commun (Arabidopsis thaliana) ont germé sur des boîtes de Pétri contenant un hydrogel de culture enrichi en Nanoparticules de poly 3-hexylthiophène (P3HT-NP)un polymère non toxique pour la plante et l’environnement, avec une grande capacité d’absorption de la lumière et avec un pic d’absorption autour de 500-600 nanomètres. Après deux semaines, des semis hybrides sont nés et ont absorbé les nanoparticules de polymère par les racinesles répartissant ainsi jusqu’aux feuilles. À l’aide d’instruments spéciaux, l’activité photosynthétique et le taux d’absorption du CO2 de ces plantes et d’un groupe de plantes témoins sans nanoparticules ont été mesurés, obtenant des résultats très intéressants.
Les propriétés des plants biohybrides
Les plantes en boîtes de Pétri traitées avec les P3HT-NP ont montré une augmentation de la biomasse des pousses de 42 % par rapport à ceux des plaques témoins sans nanoparticules de polymère, démontrant ainsi une plus grande capacité de croissance que les autres plantes. En outre, les semis d’arabetta communs biohybrides ont montré une augmentation de 11 % de la capacité nette d’assimilation du CO2.
Les chercheurs expliquent que les nanoparticules agissent comme une sorte de « antennes photoniques » à l’intérieur des feuilles, capable de augmenter l’absorption de la lumière dans une gamme de longueurs d’onde plus large, générant ainsi plus d’électrons à l’intérieur des chloroplastes et améliorant l’efficacité de la photosynthèse.
La biotechnologie pour soutenir la séquestration du carbone et la production d’énergie
L’expérience de l’Université Libre de Bolzano repose sur des hypothèses déjà consolidées puisque depuis plus de 20 ans des travaux ont été menés sur le développement de polymères capables de conduire l’énergie électrique et sur des installations « électroniquement améliorées », comme le démontre également l’existence de Projets de recherche de l’UE. On sait que la concentration de CO2 dans l’atmosphère a atteint des niveaux records et le séquestration du carbonec’est-à-dire le processus de captage et de stockage du CO2 atmosphérique, doit être favorisée dans chaque stratégie : des interventions en matière de reboisement, à la réduction des émissions, en passant par l’utilisation de la biotechnologie. Dans le même temps, la recherche s’efforce de rendre les énergies renouvelables plus efficaces et de réduire la dépendance aux combustibles fossiles.
Dans ce domaine, différents groupes de recherche expérimentent à travers le monde des applications technologiques basées sur l’utilisation de organismes photosynthétiques développer des systèmes biohybrides. Là photosynthèse de chlorophylle elle est en effet au centre de l’attention des scientifiques et des chercheurs précisément parce que, grâce à ce processus biochimique, les plantes, les algues et les bactéries sont capables de transformer l’énergie solaire en énergie chimique et, en même temps, ils séquestrent le carbone atmosphérique (CO2), représentant un futur allié important dans la réduction des concentrations de dioxyde de carbone dans l’atmosphère.