Uso de nanotubos de carbono em folhas de plantas pode aperfeiçoar fotossíntese

As plantas fazem a vida acontecer. Tudo começa com as organelas que se encontram nas folhas da planta, chamadas de cloroplastos, que utilizam os raios solares para realizar a fotossíntese. A luz separa as moléculas de água que, juntas com carbono e hidrogênio, formam energia, presente nos alimentos e combustíveis fósseis. O que sobra é liberado em forma de oxigênio, do qual dependemos para sobreviver.

Porém, os cloroplastos não são lá muito eficientes. Eles não conseguem absorver toda luz solar que captam, sendo que apenas cerca de 10% da luz total captada é utilizada. Pensando nisso, um grupo de engenheiros químicos e bioquímicos do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) desenvolveram um estudo na tentativa de melhorar esse processo.

O experimento se baseia em embutir nanotubos de carbono (mais finos que um fio de cabelo) nos cloroplastos das plantas, visando uma melhor absorção da luz solar. Quanto mais luz for absorvida pela planta, maior será o fluxo de elétrons nos cloroplastos vivos, resultando na formação de ATPs , responsáveis por armazenar a energia.

O processo se dá pela remoção do cloroplasto da folha da planta, que é, em seguida, colocado em uma solução açucarada. Então é embutido o nanotubo de carbono. A célula é tratada com DNA para assumir carga positiva em vez da negativa. O processo é rápido e não necessita de catalisador ou aquecimento. Segundo os pesquisadores, após ocorridas as transformações, elas são irreversíveis. No estudo realizado foram utilizadas folhas de uma pequena planta chamada Arabidopsis thaliana.

Os cloroplastos com nanotubos apresentaram taxas de fotossíntese três vezes mais elevadas do que os cloroplastos não tratados, incluindo um aumento de 49% no transporte de elétrons liberados pela luz do sol. Mostrando, dessa forma, que os nanotubos de carbono tornam mais eficientes a fotossíntese das plantas.

Ainda não se sabe ao certo o exato mecanismo do processo de nanotubos, mas de acordo com Juan Pablo Giraldo, biólogo e engenheiro químico que participou do estudo, os nanotubos de carbono absorvem mais luz solar e aceleram a transferência de elétrons, doando-os no processo fotossintético.

Os nanotubos também podem agir como sensores. Os pesquisadores descobriram que as “folhas biônicas” emitem um brilho característico quando colocadas sob luz infravermelha, mas que essa característica é anulada na presença de óxido nitroso, que é um composto muito comum encontrado em diversos poluentes. Dessa maneira, as plantas biônicas poderiam ser usadas como detectores de gases tóxicos nas cidades, para monitorar a poluição do ambiente.

A pesquisa sugere que uma vegetação reforçada com nanotubos de carbono poderia aumentar a capacidade de absorção de luz solar, ar e água melhorando a fotossíntese das plantas. Por outro lado, a adição de tais nanomateriais seria um tanto trabalhosa e poderia ter impactos de longo prazo ainda desconhecidos sobre a vegetação como um todo, bem como sobre o meio ambiente.

Novos estudos já estão sendo desenvolvidos para o uso das plantas biônicas como sensores de monitoramento para poluição, pesticidas e fungos. Os cientistas também trabalham para incorporar nanomateriais eletrônicos, como o grafeno, no processo de potencialização da fotossíntese pelas plantas.

É o que a tecnologia de ponta pode oferecer, restando saber até onde vamos…