Yaklaşan İklim Krizinde Açlık Sorununu Giderebilecek Devrim Niteliğinde Gelişme
Biyolojideki Yeni Bir Keşif Sayesinde Bilim İnsanları Güneş Işığı Olmadan Bitki Yetiştirebilecek
Fotosentez, doğanın süper güçlerinden biri olarak kabul edilebilir, ancak güneş ışığında bulunan enerjinin yalnızca yüzde 1’ini kullandığı için verimsizdir.
Şimdi, UC Riverside ve Delaware Üniversitesi’ndeki bilim adamları, biyolojik fotosentez ihtiyacını aşmak için bir yöntem bulduklarını ve yapay fotosentez yoluyla güneş ışığı olmadan yiyecek üretebileceklerini söylüyorlar.
Nature Food’da bulgularını yayınlayan araştırmacılar, karbondioksiti, elektriği ve suyu sirkenin ana bileşeni olan asetik asit tuzuna dönüştürmek için iki aşamalı bir elektro-katalitik süreç kullandılar.
Daha sonra asetik asit tuzunu karanlıkta gıda üreten organizmalara uygulayarak bu organizmaların büyümesine neden oldular. Yöntemleri, feci bir iklim krizi karşısında çok ihtiyaç duyulan bir gıda yetiştirme alternatifi sağlayabilir.
Yapay Fotosentez: Güneş Işığı Olmadan Gıda Yetiştirmek
UC Riverside araştırmacıları, yöntemlerinin güneş ışığı gerektirmediğini vurgulasalar da, yenilenebilir güneş enerjisiyle birlikte inanılmaz derecede etkili bir şekilde çalışabileceğine dikkat çekiyorlar. İlginç bir şekilde, elektrolize(elektrik akımının etkisiyle ortaya çıkan kimyasal ayrışma) güç sağlamak için gereken elektriği üretmek için yöntemlerini güneş panelleriyle birleştirebileceklerini söylüyorlar. Bu, güneş ışığının yiyeceğe dönüşüm verimliliğini bazı gıdalara kıyasla 18 kata kadar artıracaktır.
Bu, yöntemin Güneş enerjisine bağlı olmamasına rağmen, güneş ışığını kullanabileceği ve diğer elektrik üretim biçimlerini kullanarak da işlev görebileceği anlamına gelir.
UC Riverside’da kimya ve çevre mühendisliği yardımcı doçenti olan yazar Robert Jinkerson yaptığı açıklamada, “Yaklaşımımızla, normalde biyolojik fotosentezin dayattığı sınırları aşabilecek yeni bir gıda üretme yolu belirlemeye çalıştık.” dedi.
Araştırmaları sırasında bilim adamları, karanlıkta, yeşil algler, maya ve mantar üreten mantar miselyumu da dahil olmak üzere, yöntemlerini kullanarak çok çeşitli yiyeceklerin üretilebileceğini keşfettiler. Bulgularına göre, kendi yöntemlerini kullanarak maya yetiştirmek, tipik olarak mısırdan şeker çıkarılarak yetiştirilme biçiminden 18 kat daha fazla verimlidir.
“Biyolojik fotosentezden yararlanmadan gıda üreten organizmalar yetiştirebildik. Tipik olarak, bu organizmalar bitkilerden elde edilen şekerler veya milyonlarca yıl önce gerçekleşen biyolojik fotosentezin bir ürünü olan petrolden elde edilen girdiler üzerinde yetiştirilir. Jinkerson Laboratuarı’nda doktora adayı ve çalışmanın ortak yazarı Elizabeth Hann, “Bu teknoloji, biyolojik fotosenteze dayanan gıda üretimine kıyasla güneş enerjisini gıdaya dönüştürmek için daha verimli bir yöntemdir” dedi.
İklim Değişikliği ve Uzay Araştırmaları Önemli Gıda Yetiştirme Alternatifleri Gerektiriyor
Araştırmacılar ayrıca bugüne kadar bir elektrolizörde üretilen en yüksek asetik asit tuzu seviyelerini üretmek için elektrolizörlerini optimize ettiler. Dahası, asetik asit tuzundan elde edilen karbonu kullanarak, börülce, domates, pirinç, yeşil bezelye ve tütün de dahil olmak üzere ekin bitkilerinin hepsinin, karanlıkta yetiştirilme potansiyeline sahip olduğunu buldular. Daha fazla araştırmaya ihtiyaç duyulmasına rağmen, asetik asit tuzunun mahsul verimini artırma olasılığı bile var.
Araştırmacılar, doğrudan güneş ışığına olan bağımlılığı azaltarak, kuraklık, sel ve azalan arazi kullanılabilirliği da dahil olmak üzere dünya iklim değişikliğinin en kötü etkilerine uyum sağladığından, yapay fotosentezin önümüzdeki yıllarda gıda yetiştiriciliği için önemli bir alternatif sunabileceğine inanıyorlar. Jinkerson “Gıda üretimi için yapay fotosentez yaklaşımlarını kullanmak, insanları nasıl beslediğimiz konusunda bir paradigma değişikliği oluşturabilir. Gıda üretiminin verimliliğini artırarak daha az toprağa ihtiyaç duyulur, tarımın çevre üzerindeki etkisi azalır. Geleneksel olmayan ortamlardaki tarım için, dış uzayda olduğu gibi, artan enerji verimliliği daha az girdiyle daha fazla mürettebatın beslenmesine yardımcı olabilir,” dedi.
Aslında, UC Riverside ekibi, NASA’nın Deep Space Food Challenge yarışmasının 1. aşamasının kazananlarıydı. Ortak yazar Martha Orozco-Cárdenas’ın belirttiği gibi, “Gelecekte bir gün karanlıkta ve Mars’ta domates bitkileri yetiştiren dev gemileri hayal edin – bu gelecekteki Marslılar için ne kadar kolay olurdu?”
Kaynak: Interesting Engineering
Çevirmen: Yasemin Aydın
Kimyasal Gübre Kıtlığından Dolayı İnsan İdrarından Gübre Elde Ediliyor
Kimyasal Gübre Kıtlığından Dolayı İnsan İdrarından Gübre Elde Ediliyor
Yaklaşan İklim Krizinde Açlık Sorununu Giderebilecek Devrim Niteliğinde Gelişme