O que acontece quando você insere nanotubos de carbono de parede simples nas folhas de Arabidopsis? Os nanotubos semicondutores integram-se ao envelope externo dos cloroplastos e triplicam a atividade fotossintética ao aumentar o transporte de elétrons.
Então, deveríamos estar fazendo plantas geneticamente modificadas contendo nanotubos de carbono? Bem, provavelmente não – você tem que acreditar que 3.5 bilhões de anos de evolução otimizaram a fotossíntese muito bem para alcançar um bom equilíbrio. Mas isso não significa que esta pesquisa não tenha aplicações, como fazer folhas vivas que executam funções não biológicas (por exemplo, detectar poluentes ou pesticidas) ou construir sistemas artificiais de coleta de energia que não contribuem para a mudança climática.
Abordagem nanobiônica vegetal para aumentar a fotossíntese e detecção bioquímica. (2014) Nature Materials 13, 400–408 doi:10.1038/nmat3890 [Inscrição]
Abstrato: A interface entre organelas vegetais e nanoestruturas não biológicas tem o potencial de conferir funções novas e aprimoradas às organelas. Aqui, mostramos que os nanotubos de carbono de parede simples (SWNTs) transportam passivamente e localizam-se irreversivelmente dentro do envelope lipídico de cloroplastos vegetais extraídos, promovem atividade fotossintética três vezes maior do que os controles e aumentam as taxas máximas de transporte de elétrons. Os conjuntos SWNT-cloroplastos também permitem taxas mais altas de transporte de elétrons foliares in vivo por meio de um mecanismo consistente com fotoabsorção aumentada. As concentrações de espécies reativas de oxigênio dentro dos cloroplastos extraídos são significativamente suprimidas pela distribuição de complexos de poli(ácido acrílico)-nanoceria ou SWNT-nanoceria. Além disso, mostramos que os SWNTs permitem o monitoramento de fluorescência no infravermelho próximo do óxido nítrico ex vivo e in vivo, demonstrando assim que uma planta pode ser aumentada para funcionar como um sensor químico fotônico. A engenharia nanobiônica da função da planta pode contribuir para o desenvolvimento de materiais biomiméticos para coleta de luz e detecção bioquímica com propriedades regenerativas e maior eficiência.
Materiais bioinspirados: impulsionando a biologia vegetal. Nature Materials News & Views (2014) 13, 329–331 doi:10.1038/nmat3926 [Inscrição]
