Dengan meningkatkan efisiensi produksi makanan, lebih sedikit lahan yang dibutuhkan, mengurangi dampak pertanian terhadap lingkungan.
Para ilmuwan telah menemukan cara untuk mengabaikan kebutuhan fotosintesis biologis sama sekali dan menciptakan makanan yang tidak bergantung pada sinar matahari dengan menggunakan fotosintesis buatan. Teknologi ini menggunakan proses elektrokatalitik dua langkah untuk mengubah karbon dioksida, listrik, dan air menjadi asetat. Organisme penghasil makanan kemudian mengkonsumsi asetat dalam gelap untuk tumbuh. Sistem hibrida organik-anorganik dapat meningkatkan efisiensi konversi sinar matahari menjadi makanan, hingga 18 kali lebih efisien untuk beberapa makanan.
Fotosintesis telah berevolusi pada tanaman selama jutaan tahun untuk mengubah air, karbon dioksida, dan energi dari sinar matahari menjadi biomassa tanaman dan makanan yang kita makan. Proses ini, bagaimanapun, sangat tidak efisien, dengan hanya sekitar 1% dari energi yang ditemukan di sinar matahari yang berakhir di pabrik. Para ilmuwan di UC Riverside dan University of Delaware telah menemukan cara untuk mengabaikan kebutuhan fotosintesis biologis sama sekali dan menciptakan makanan yang tidak bergantung pada sinar matahari dengan menggunakan fotosintesis buatan.
Penelitian yang dipublikasikan di Nature Food, menggunakan proses elektrokatalitik dua langkah untuk mengubah karbon dioksida, listrik, dan air menjadi asetat, bentuk komponen utama cuka. Organisme penghasil makanan kemudian mengkonsumsi asetat dalam gelap untuk tumbuh. Dikombinasikan dengan panel surya untuk menghasilkan listrik untuk menyalakan elektrokatalisis, sistem organik-anorganik hibrida ini dapat meningkatkan efisiensi konversi sinar matahari menjadi makanan, hingga 18 kali lebih efisien untuk beberapa makanan.
"Dengan pendekatan kami, kami berusaha mengidentifikasi cara baru untuk memproduksi makanan yang dapat menembus batas yang biasanya ditentukan oleh fotosintesis biologis," kata penulis korespondensi Robert Jinkerson, asisten profesor teknik kimia dan lingkungan UC Riverside.
Untuk mengintegrasikan semua komponen sistem bersama-sama, output dari elektroliser dioptimalkan untuk mendukung pertumbuhan organisme penghasil makanan. Elektroliser adalah perangkat yang menggunakan listrik untuk mengubah bahan mentah seperti karbon dioksida menjadi molekul dan produk yang berguna. Jumlah asetat yang dihasilkan meningkat sementara jumlah garam yang digunakan berkurang, menghasilkan tingkat asetat tertinggi yang pernah diproduksi dalam elektroliser hingga saat ini.
"Menggunakan dua langkah elektrolisis CO2 tandem canggih yang dikembangkan di laboratorium kami, kami dapat mencapai selektivitas tinggi terhadap asetat yang tidak dapat diakses melalui rute elektrolisis CO2 konvensional," kata penulis korespondensi Feng Jiao di Universitas dari Delaware.
Eksperimen menunjukkan bahwa berbagai organisme penghasil makanan dapat tumbuh dalam gelap secara langsung pada keluaran elektroliser yang kaya asetat, termasuk ganggang hijau, ragi, dan miselium jamur yang menghasilkan jamur. Memproduksi alga dengan teknologi ini kira-kira empat kali lipat lebih hemat energi daripada menumbuhkannya secara fotosintesis. Produksi ragi sekitar 18 kali lipat lebih hemat energi daripada cara yang biasanya dibudidayakan menggunakan gula yang diekstraksi dari jagung.
“Kami mampu menumbuhkan organisme penghasil makanan tanpa kontribusi apa pun dari fotosintesis biologis. Biasanya, organisme ini dibudidayakan pada gula yang berasal dari tanaman atau input yang berasal dari minyak bumi -- yang merupakan produk fotosintesis biologis yang terjadi jutaan tahun yang lalu. Teknologi ini adalah metode yang lebih efisien untuk mengubah energi matahari menjadi makanan, dibandingkan dengan produksi makanan yang mengandalkan fotosintesis biologis," kata Elizabeth Hann, kandidat doktor di Jinkerson Lab dan salah satu penulis utama studi tersebut.
Potensi penggunaan teknologi ini untuk menumbuhkan tanaman pangan juga diselidiki. Kacang tunggak, tomat, tembakau, beras, kanola, dan kacang hijau semuanya mampu memanfaatkan karbon dari asetat ketika dibudidayakan dalam gelap.
"Kami menemukan bahwa berbagai tanaman dapat mengambil asetat yang kami sediakan dan membangunnya menjadi blok bangunan molekuler utama yang dibutuhkan organisme untuk tumbuh dan berkembang. Dengan beberapa pemuliaan dan rekayasa yang sedang kami kerjakan, kami mungkin dapat menanam tanaman. dengan asetat sebagai sumber energi ekstra untuk meningkatkan hasil panen," kata Marcus Harland-Dunaway, kandidat doktor di Jinkerson Lab dan salah satu penulis utama studi tersebut.
Dengan membebaskan pertanian dari ketergantungan penuh pada matahari, fotosintesis buatan membuka pintu ke kemungkinan tak terhitung untuk menanam makanan di bawah kondisi yang semakin sulit yang disebabkan oleh perubahan iklim antropogenik. Kekeringan, banjir, dan berkurangnya ketersediaan lahan tidak akan menjadi ancaman bagi ketahanan pangan global jika tanaman untuk manusia dan hewan tumbuh di lingkungan yang kurang intensif sumber daya dan terkendali. Tanaman juga bisa ditanam di kota dan daerah lain yang saat ini tidak cocok untuk pertanian, dan bahkan menyediakan makanan untuk penjelajah ruang angkasa di masa depan.
"Menggunakan pendekatan fotosintesis buatan untuk menghasilkan makanan bisa menjadi perubahan paradigma tentang cara kita memberi makan orang. Dengan meningkatkan efisiensi produksi makanan, lebih sedikit lahan yang dibutuhkan, mengurangi dampak pertanian terhadap lingkungan. Dan untuk pertanian di lingkungan non-tradisional, seperti luar angkasa, peningkatan efisiensi energi dapat membantu memberi makan lebih banyak anggota kru dengan input yang lebih sedikit," kata Jinkerson.
Pendekatan produksi makanan ini diajukan ke NASA's Deep Space Food Challenge di mana itu adalah pemenang Tahap I. Deep Space Food Challenge adalah kompetisi internasional di mana hadiah diberikan kepada tim untuk menciptakan teknologi makanan baru dan mengubah permainan yang membutuhkan input minimal dan memaksimalkan output makanan yang aman, bergizi, dan enak untuk misi luar angkasa berdurasi panjang.
"Bayangkan suatu hari nanti kapal raksasa menumbuhkan tanaman tomat dalam kegelapan dan di Mars -- seberapa mudah itu bagi orang Mars di masa depan?" kata rekan penulis Martha Orozco-Cárdenas, direktur UC Riverside Plant Transformation Research Center.
(Materials provided by University of California - Riverside)
***
Solo, Selasa, 28 Juni 2022. 12:16 pm
'salam hangat penuh cinta'
Suko Waspodo
suka idea
antologi puisi suko
Welcome Citizen Polite!
Setelah melalui perjalanan cukup panjang sebagai website warga menulis politik yang ekslusif, kini PepNews terbuka untuk publik.
Para penulis warga yang memiliki minat dan fokus pada dunia politik mutakhir Tanah Air, dapat membuat akun dan mulai menuangan ide, pandangan, gagasan, opini, analisa maupun riset dalam bentuk narasi politik yang bernas, tajam, namun tetap sopan dalam penyampaian.
Wajah berganti, tampilan lebih “friendly”, nafas tetaplah sama. Perubahan ini bukan hanya pada wajah dan rupa tampilan, tetapi berikut jeroannya.
Apa makna dan konsekuensi “terbuka untuk publik”?
Maknanya, PepNews akan menjadi web portal warga yang tertarik menulis politik secara ringan, disampaikan secara bertutur, sebagaimana warga bercerita tentang peristiwa politik mutakhir yang mereka alami, lihat dan rasakan.
Konsekuensinya, akan ada serangkaian aturan adimistratif dan etis bagi warga yang bergabung di PepNews. Aturan paling mendasar adalah setiap penulis wajib menggunakan identitas asli sesuai kartu keterangan penduduk. Demikian juga foto profil yang digunakan.
Kewajiban menggunakan identitas asli berikut foto profil semata-mata keterbukaan itu sendiri, terlebih untuk menghindari fitnah serta upaya melawan hoax.
Terkait etis penulisan, setiap penulis bertanggung jawab terhadap apa yang ditulisnya dan terhadap gagasan yang dipikirkannya.
Penulis lainnya yang tergabung di PepNews dan bahkan pembaca umumnya, terbuka memberi tanggapan berupa dukungan maupun bantahan terhadap apa yang ditulisnya. Interaktivitas antarpenulis dan antara pembaca dengan penulis akan terbangun secara wajar.
Agar setiap tulisan layak baca, maka dilakukan “filtering” atau penyaringan tulisan berikut keterangan yang menyertainya seperti foto, video dan grafis sebelum ditayangkan.
Proses penyaringan oleh administrator atau editor dilakukan secepat mungkin, sehingga diupayakan dalam waktu paling lambat 1x24 jam sebuah tulisan warga sudah bisa ditayangkan.
Dengan mulai akan mengudaranya v2 (versi 2) PepNews ini, maka tagline pun berubah dari yang semula “Ga Penting Tapi Perlu” menjadi CITIZEN POLITE: “Write It Right!”
Mari Bergabung di PepNews dan mulailah menulis politik!
Pepih Nugraha,
CEO PepNews
