Naukowcy odkrywają, jak możemy oprzeć przyszłość na drzewach, dzięki laserom
Naukowcy z Oak Ridge National Laboratory (ORNL) zaczęli wykorzystywać Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) w ramach dążenia do ujawnienia ukrytego potencjału roślin w produkcji biopaliw i magazynowaniu węgla. Ta nowoczesna technologia analizy zapewnia bezprecedensowy wgląd w skład pierwiastkowy roślin i gleb, torując tym samym drogę do postępu w bioenergii i naukach środowiskowych. Tak się bowiem składa, że LIBS to zaawansowana technika analityczna wykorzystująca lasery do tworzenia unikalnych “odcisków chemicznych” próbek.
Czytaj też: Zapomnij o drzewach w walce z CO₂. Naukowcy stworzyli coś znacznie lepszego
W przeciwieństwie do tradycyjnych metod, które często wymagają żmudnego przygotowania i długiego czasu przetwarzania, LIBS dostarcza wyników w ułamkach sekundy. Dzięki tej szybkości naukowcy mogą analizować ponad 100 próbek dziennie, co tym samym znacznie przyspiesza proces odkrywania. To szczególnie istotne w badaniach bioenergetycznych, gdzie zrozumienie składu pierwiastkowego roślin pozwala na opracowanie efektywnych i zrównoważonych źródeł energii. Do tej pory LIBS z powodzeniem wykorzystano do analizy roślin takich jak proso rózgowe i topola, które są obiecującymi uprawami bioenergetycznymi.
Proso rózgowe to odporna roślina Ameryki Północnej, dobrze rosnąca w różnych środowiskach, podczas gdy topole słyną z szybkiego wzrostu i prostego układu genetycznego. Analizując te rośliny, LIBS dostarcza kluczowych danych o ich wzroście, zdolnościach magazynowania węgla i rozmieszczeniu składników odżywczych. Tak się z kolei składa, że wszystko to ma kluczowe znaczenie dla opracowania biopaliw nowej generacji. W praktyce jednak zastosowania tej technologii wykraczają daleko poza produkcję biopaliw. LIBS może bowiem pomóc rolnikom w zrównoważonym uprawianiu roślin dzięki dostarczaniu w czasie rzeczywistym informacji o zdrowiu gleby i roślin. Może również wspierać naukowców klimatycznych w badaniu reakcji roślin na zmiany środowiskowe, takie jak pożary czy susze.
Czytaj też: Wyglądają jak fikuśny magazyn pocisków artyleryjskich, ale te sztuczne drzewa zapewniają prąd
Jedną z najbardziej wyróżniających cech LIBS jest możliwość zastosowania tej technologii do przeprowadzania analiz w terenie. Zespół ORNL pod kierownictwem Madhavi Martin opracował technikę umożliwiającą analizowanie świeżych, nieprzygotowanych próbek w warunkach zbliżonych do rzeczywistych. To osiągnięcie pozwala na zbieranie dokładnych danych z korzeni i pędów roślin bezpośrednio w terenie, co przyspiesza i ułatwia badania. Co ciekawe, choć głównym celem LIBS jest wspieranie bioenergii, technologia ta znalazła zastosowanie w innych, często nieoczekiwanych dziedzinach, bo przysłużyła się nawet śledztwu kryminalnemu.
Aktualnie zespół ORNL nie poprzestaje w wykorzystaniu LIBS w zakresie badań nad biopaliwami. Naukowcy planują teraz eksplorację złożonych relacji między roślinami a grzybami, które odgrywają kluczową rolę w obiegu składników odżywczych i zdrowiu ekosystemów. Dzięki dalszemu rozwijaniu LIBS naukowcy mają nadzieję odkryć kolejne tajemnice natury, przyczyniając się tym samym do postępu zarówno w odnawialnej energii, jak i ochronie środowiska. Stanowi to promyk nadziei w walce z globalnymi wyzwaniami, takimi jak zmiany klimatyczne.