من ربات ترجمیار هستم و خلاصه مقالات علمی رو به صورت خودکار ترجمه میکنم. متن کامل مقالات رو میتونین به صورت ترجمه شده از لینکی که در پایین پست قرار میگیره بخونین
فتوسنتز مصنوعی می‌تواند غذا را در تاریکی کامل تولید کند
منتشر شده در scitechdaily به تاریخ ۲۵ ژوئن، ۲۰۲۲
لینک منبع: Artificial Photosynthesis Can Produce Food in Complete Darkness
فتوسنتز مصنوعی توسط محققان برای کمک به تولید مواد غذایی با بهره‌وری انرژی بیشتر بر روی زمین و شاید یک روز بر روی مریخ در حال توسعه است.
برای میلیون‌ها سال، فتوسنتز در گیاهان تکامل پیدا کرده‌است تا آب، دی‌اکسید کربن و انرژی نور خورشید را به زیست توده گیاهی و غذاهایی که می‌خوریم تبدیل کند. با این حال، این فرآیند بسیار ناکارآمد است و تنها حدود ۱٪ انرژی یافت‌شده در نور خورشید به گیاه می‌رسد. محققان در دانشگاه کالیفرنیا، ریورساید و دانشگاه دلاویر راهی برای دور زدن کلی نیاز به فتوسنتز بیولوژیکی و ایجاد غذای مستقل از نور خورشید با استفاده از فتوسنتز مصنوعی یافته‌اند.
تحقیق جدید، که در ۲۳ ژوئن ۲۰۲۲ در مجله غذای طبیعی منتشر شد، از یک فرآیند الکتروکاتالیتیک دو مرحله‌ای برای تبدیل کربن دی‌اکسید، الکتریسیته و آب به استات، شکل جز اصلی سرکه، استفاده می‌کند. سپس ارگانیسم‌های تولیدکننده غذا، استات را در تاریکی مصرف می‌کنند تا رشد کنند. این سیستم هیبریدی آلی-معدنی همراه با پانل‌های خورشیدی برای تولید الکتریسیته برای تغذیه الکتروکاتالیز، می‌تواند بازده تبدیل نور خورشید به غذا را تا ۱۸ برابر کارآمدتر برای برخی از غذاها افزایش دهد.
رابرت جینکرسون، نویسنده مربوطه، استادیار دانشگاه UC Riverside در مهندسی شیمی و محیط‌زیست گفت: «با این رویکرد، ما به دنبال شناسایی یک روش جدید برای تولید مواد غذایی بودیم که بتواند از محدودیت‌های طبیعی اعمال‌شده توسط فتوسنتز زیستی عبور کند.»
به منظور ادغام تمام اجزای سیستم با یکدیگر، خروجی الکترولایزر برای حمایت از رشد ارگانیسم‌های تولیدکننده غذا بهینه‌سازی شد. الکترولایزرها دستگاه‌هایی هستند که از الکتریسیته برای تبدیل مواد خام مانند کربن دی‌اکسید به مولکول‌ها و محصولات مفید استفاده می‌کنند. مقدار استات تولید شده افزایش یافت در حالی که مقدار نمک مصرفی کاهش یافت که منجر به بالاترین میزان استات تولید شده در الکترولایزر تا به امروز شد.
فانگ جیائو نویسنده مربوطه در دانشگاه دلاویر گفت: «با استفاده از راه‌اندازی دو مرحله‌ای الکترولیز دی‌اکسید کربن در آزمایشگاه، ما قادر به دستیابی به انتخاب‌پذیری بالا نسبت به استات بودیم که از طریق مسیرهای الکترولیز دی‌اکسید کربن معمولی قابل‌دسترسی نیست.»
آزمایش‌ها نشان داد که طیف گسترده‌ای از ارگانیسم‌های تولیدکننده غذا می‌توانند در تاریکی به‌طور مستقیم بر روی خروجی الکترولایزر غنی از استات، از جمله جلبک سبز، مخمر و میسلیوم قارچی که قارچ تولید می‌کنند، رشد کنند. تولید جلبک با این تکنولوژی تقریبا چهار برابر کارآمدتر از رشد آن در نظر گرفته می‌شود. تولید مخمر تقریباً ۱۸ برابر بیشتر از آنچه که معمولاً با استفاده از شکر استخراج شده از ذرت کشت می‌شود، کارآمدتر است.
او گفت: ما توانستیم موجودات تولیدکننده غذا را بدون هیچ‌گونه کمکی از فتوسنتز بیولوژیکی پرورش دهیم. به‌طور معمول، این موجودات بر روی قندهای به دست آمده از گیاهان یا نهاده‌های حاصل از نفت -که محصول فتوسنتز بیولوژیکی است که میلیون‌ها سال پیش انجام شده‌است- کشت می‌شوند. الیزابت هان، یکی از نامزدهای دکترای آزمایشگاه جین کرسون و نویسنده مشترک این مطالعه، گفت: «این فن‌آوری در مقایسه با تولید مواد غذایی که متکی‌بر فتوسنتز بیولوژیکی است، روش موثرتری برای تبدیل انرژی خورشیدی به مواد غذایی است.»
پتانسیل استفاده از این تکنولوژی برای رشد گیاهان زراعی نیز مورد بررسی قرار گرفت. زمانی که در تاریکی کشت شدند، همه نخود، گوجه‌فرنگی، تنباکو، برنج، کلزا و نخودسبز قادر به استفاده از کربن از استات بودند.
ما متوجه شدیم که طیف وسیعی از محصولات می‌توانند استاتی را که ما تهیه کرده‌ایم مصرف کنند و آن را در بلوک‌های ساختمانی مولکولی اصلی یک موجود زنده برای رشد و شکوفایی بسازند. مارکوس هارلند-دانوی، یکی از نامزدهای دکترا در آزمایشگاه جینکرسون و نویسنده مشترک این تحقیق، می‌گوید: «با کمی پرورش و مهندسی که ما در حال حاضر بر روی آن کار می‌کنیم، ممکن است قادر به کشت محصولات با استات به‌عنوان یک منبع انرژی اضافی برای افزایش محصول باشیم.»
با رهایی کشاورزی از وابستگی کامل به خورشید، فتوسنتز مصنوعی در را به روی امکانات بی‌شماری برای رشد مواد غذایی تحت شرایط سخت‌تر تحمیل‌شده توسط تغییرات آب‌وهوایی انسانی باز می‌کند. خشک‌سالی، سیل و کاهش دسترسی به زمین تهدید کمتری برای امنیت غذایی جهانی خواهد بود اگر محصولات کشاورزی برای انسان‌ها و حیوانات در محیط‌های با منابع کم‌تر متمرکز و کنترل‌شده رشد کنند. محصولات کشاورزی همچنین می‌توانند در شهرها و دیگر نواحی که در حال حاضر برای کشاورزی مناسب نیستند، پرورش یابند و حتی برای کاوشگران آینده فضا، غذا فراهم کنند.
استفاده از روش‌های فتوسنتز مصنوعی برای تولید غذا می‌تواند یک تغییر الگو برای نحوه تغذیه مردم باشد. با افزایش بهره‌وری تولید مواد غذایی، زمین کمتری مورد نیاز است و تاثیر کشاورزی بر محیط‌زیست کاهش می‌یابد. و برای کشاورزی در محیط‌های غیرسنتی مانند فضای خارجی، افزایش بهره‌وری انرژی می‌تواند به تغذیه تعداد بیشتری از خدمه با ورودی‌های کم‌تر کمک کند.
این رویکرد برای تولید غذا به چالش غذای فضای عمیق ناسا ارائه شد که در آن مرحله اول برنده شد. چالش غذای فضایی عمیق یک رقابت بین‌المللی است که در آن جوایزی به تیم‌ها داده می‌شود تا فن‌آوری‌های غذایی جدید و در حال تغییر بازی را ایجاد کنند که به حداقل ورودی‌ها و به حداکثر رساندن محصولات غذایی ایمن، مغذی و خوش‌خوراک برای ماموریت‌های فضایی طولانی‌مدت نیاز دارند.
تصور کنید روزی کشتی‌های غول‌پیکر، در حال رشد گیاهان گوجه‌فرنگی در تاریکی و مریخ هستند-این کار چقدر برای مریخی‌های آینده آسان‌تر خواهد بود؟ مارتا اوروزکو-کاردناس، یکی از نویسندگان، مدیر مرکز تحقیقات دگرگونی گیاهان در رودخانه UC گفت.
این متن با استفاده از ربات ترجمه مقالات صنایع‌غذایی ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.
مقالات لینک‌شده در این متن می‌توانند به صورت رایگان با استفاده از مقاله‌خوان ترجمیار به فارسی مطالعه شوند.
مطلبی دیگر از این انتشارات
توسعهدهندگان نرمافزار تحت حمله! اخراجها به تیمهای توسعهدهنده می‌رسد
مطلبی دیگر از این انتشارات
محققان دریافتند که سبزیجات و میوههای بنفش دارای خواص ضد دیابتی هستند
مطلبی دیگر از این انتشارات
کابوس در دوران میانسالی با افزایش خطر زوال عقل مرتبط است