UFMTは農業におけるナノテクノロジーの研究を進めています

バイオ Cdots は成長を刺激し、汚染を減らすことができます

マット グロッソ連邦大学 (UFMT) の科学者たちは、都市と農村の廃棄物をバイオ カーボン量子ドット (Bio-Cdots) に変換する研究を開発しています。これは、とりわけ植物の成長を刺激する可能性のある持続可能なナノテクノロジーです。アグリビジネスを支援します。最終結果は5月に発表される。 簡単に言うと、精密地球科学研究所 (ICET) の Adriano Buzutti de Siqueira 教授と彼のチームは、養豚場の排水 (閉じ込められた農場の清掃に使用される水) を農園で使用する製品に変換します。光合成のプロセスを改善します。 これは、この水 (および都市下水などの他のいくつかの種類の廃棄物) が炭素を豊富に含む有機物質で構成されているためです。炭化/熱分解プロセスで高温高圧にさらされると、有機物は分解し、発光カーボンナノ粒子に変化します。これらのナノ材料は、太陽光との相互作用の明確な特性を持っているため、植物は太陽光をより効率的に捉えることができます。 ナノ粒子と光のこの相互作用は新しいものではありません。現在、このタイプのテクノロジーの主なアプリケーションである QLED モニターでこのテキストを読んでいる可能性さえあります。しかし、教授が説明するように、今日の QLED はカーボン量子ドットではなく量子ドットでできています。 「量子ドット (または量子ドット) は、鉛、カドミウム、セレン、亜鉛などの環境にやさしくない無機材料でできており、有毒であることに加えて、それらの使用にはいくつかの環境問題があります。炭素量子ドット (または炭素量子ドット) のアイデアは、それらを環境に害を及ぼさず、何よりも人間に無害なものに置き換えることであり、医療や医療などの分野への応用を拡大します。農業」と彼は述べた。 カーボン量子ドットは有機材料から作られ、通常はクエン酸 (レモン汁の成分) などの純粋な物質から作られています。しかし、この研究は、都市や地方の廃棄物に含まれる有機物を利用して「バイオカーボン量子ドット」を生成することに焦点を当てています。 しかし、アプリケーションはどうですか？ 教授によると、BioC-dot は 2 つの面で研究されています。 「植物は日光を利用して光合成によって食物を生産しますが、すべての日光が利用されたり有益になったりするわけではありません。Bio-Cdots が行うことは、光合成に役立たないことに加えて、植物に損傷を与える可能性がある紫外線と相互作用して、栄養素の生産に使用できる光に変換することです」と彼は説明しました. 「光の約 10% が植物によって光合成に使用され、残りは熱として失われますが、cdots を使用して最大 30% のこの使用を示す研究が既にあります」と彼は付け加えました。 そして、マト グロッソ作物の生産性を向上させるためにバイオ cdots をどのように適用するべきかをより深く調査するという意味で、研究が続けられています。たとえば、葉または根にある場合。また、どのようにしてバイオ cdots の生産を農家が経済的に実行可能にし、循環的で持続可能な経済を刺激するか。 「私たちの仕事は、投資家がアグリビジネス廃棄物を再利用し、セクターへの環境への影響を減らし、将来の食料生産性を高めるためのプロジェクトを実施することを奨励するシステムを提供する可能性を秘めています」と彼は結論付けました. 量 この研究やその他の研究は、UFMT が科学的生産の最前線にあり、実際に応用され、国家の社会的、経済的、持続可能な開発を目指していることを示しています。 しかし、世界についての知識を深めれば深めるほど、世界はより抽象的に見えるようになり、提案されたアイデアの理解や信頼性さえも難しくなります。 それでは、量子ドットの名前の由来について少しお話ししましょう (その過程で、どのような種類の「量子」セルフヘルプも意味をなさないことをお見せします)。 私たちが話しているすべてのドットは、本当に、本当に小さいです。それらは、例えば、2、5、10、30ナノメートルを測定します。1 ナノメートルは 0.001 マイクロメートルに等しく、これは 0.001 ミリメートルに等しく、0.1 センチメートルに等しくなります。したがって、量子ドットのサイズを想像するには、1 cm を 10 で割り、次に 1000 で割り、さらに 1000 で割ります。 こんなに小さいものを考えるのは難しいですよね？しかし、あなたは一人ではありません。宇宙も大変です。物事がこれほど大きくなると、物理法則でさえもはや意味をなさないほど困難です。 これが、古典力学とは対照的に、量子力学が生まれた方法です。非常に小さな粒子がどのように大きな粒子とは異なる振る舞いをするかを理解するための新しいルール。それらは粒子として理解されていないほど異なるため、（一般的に）波のように振る舞うと言えます。 これが意味することは非常にさまざまですが、この研究の場合、Adriano Siqueira 教授が説明するように、主な現象は「量子トンネリング」です。 トンネリングの (シュレディンガーの) トリックは、これらの粒子の波動挙動により、従来の物理学の観点からは不可能なバリアを通過できることです。 今回の研究の場合、Bio-Cdotsに含まれる電子の遷移形態（動き）でトンネリングが起こります。 通常、電子は原子核に近い特定の領域を動き回っていますが、占有する領域はさまざまであり、電子はある領域から別の領域に単純にジャンプすることはできません。 刺激が必要な別の領域にジャンプするには、他のソースからエネルギーを受け取る必要があります。フェンスを飛び越えようとしていて、友達からのブーストが必要な場合のように。 しかし、量子力学ではそうではありません。トンネル効果のため、ナノマテリアル内の電子がこの跳躍に必要なエネルギーは、この障壁を克服するのに必要なエネルギーよりも小さくなります (古典力学の法則に従います)。フェンスを飛び越えるためのブーストを与える代わりに、友達があなたをフェンスに向かって押し、とにかく反対側に到着するかのように. 植物における Bio-CDots の適用では、量子トンネリングにより、このナノ粒子が太陽光 (外部ソースからのエネルギー) を受け取り、それと相互作用して、そうでなければ浪費される (熱) エネルギーの一部を、植物が吸収するためのより多くの光に変換します。 . このプロジェクトにより、研究者は、Associação Brasileira de Ciências (ABC) から、Frontiers Planet Prize: Science for a Sustainable Planet でブラジルを代表する指名を受けました。賞を受賞したわけではありませんが、ノミネート自体が作品の革新性と重要性を補強しています。

（リンク：https://www.ufmt.br/noticias/ufmt-avanca-nos-estudos-sobre-nanotecnologia-no-agro-1678965890）