Un equipo de investigación en China ha desarrollado con éxito un nanomaterial a base de carbono derivado de biomasa de residuos agrícolas que puede mejorar la fotosíntesis de las plantas y estimular el crecimiento de los cultivos.
Este avance fue logrado por científicos de los Institutos de Tecnología Avanzada de Shenzhen, pertenecientes a la Academia China de Ciencias, junto con investigadores de la Universidad Jiao Tong de Shanghái. Sus hallazgos se publicaron en la revista Communications Materials.
El novedoso material, conocido como puntos cuánticos de carbono, utiliza residuos orgánicos como paja, hojas y malezas como base para su síntesis. Según el estudio, estos puntos cuánticos tienen la capacidad de convertir la luz ultravioleta (que normalmente no es absorbida por las plantas) y la luz verde, que se absorbe con baja eficiencia, en luz roja. Esta transformación permite una absorción de luz más eficiente por parte de las plantas, mejorando significativamente la eficacia de la fotosíntesis. La investigación explica que los puntos cuánticos de carbono logran esto excitando electrones de los fotones absorbidos, aportando así electrones adicionales a la cadena de transporte de electrones fotosintética.
En entornos experimentales, los investigadores incorporaron el nanomaterial al medio de cultivo líquido de cianobacterias y lo aplicaron directamente a las plantas. Los resultados indicaron un prometedor aumento en el crecimiento y la fijación de CO₂: las cianobacterias productoras de glicerol mostraron un aumento de 2 veces en su tasa de fijación de CO₂, acompañado de un incremento de 2.4 veces en la producción de glicerol. Por otro lado, la biomasa de la planta modelo Arabidopsis se multiplicó por 2.
El estudio describe otras ventajas de este material, destacando su bajo coste de producción y su alta biocompatibilidad, lo que sugiere que podría desempeñar un papel fundamental en las futuras prácticas agrícolas, así como en los procesos de biofabricación con energía solar. Experimentos iniciales también han indicado su eficacia para promover el crecimiento de diversas plantas, como la lenteja de agua, el cacahuete, el maíz y la soja.
De cara al futuro, el equipo de investigación ha expresado su intención de realizar más experimentos de campo para validar el potencial de los puntos cuánticos de carbono en escenarios agrícolas reales. Este desarrollo podría ofrecer una dirección prometedora para mejorar la productividad de los cultivos, a la vez que aborda algunos de los desafíos asociados con la sostenibilidad agrícola.
