Une publication dans la revue Nature ouvre la perspective des plantes hybrides augmentées.
Les nanotubes de carbone appartiennent à la famille des fullerènes. Cette molécule composée exclusivement de carbone, est très résistante et dure. Ces nanocomposants, jusqu’à 100 000 fois plus minces qu’un cheveu, permettent en outre une excellente conductivité électrique et une conductivité thermique très efficace.
leurs propriétés confèrent donc une utilité à la fois structurelle (solidité, taille, résistance ...) et fonctionnelle (conduction, température ...).
On sait que les nanotubes de carbone sont de très bons fertilisants pour faire pousser les plantes. Les mécanismes étaient jusqu'ici mal expliqués et restent l'objet de recherches afin de déterminer des modes d"absorption.
Des scientifiques ont poussé l'expérience plus loin en se libérant de la question, en essayant de produire directement une hybridation entre un type de cresson habituellement utilisé dans la recherche de physiologie végétale, arabidopsis thaliana, et des nanotubes de carbone à paroi simple (SWNT). Une équipe composée des chercheurs du Dpt. of Chemical Engineering du MIT (Cambridge-Massachusetts), du Dpt. of Chemical Engineering du California Institute of Technology (Pasadena-)aliforme), et du Dpt. of Biochemistry de la Dumlupinar University (Kutahya-Turquie) a réussi à transformer une plante en un hybride augmenté.
Ils ont ainsi réussi à insérer des nanotubes de carbone dans l'enveloppe lipidique des chloroplastes, c'est-à-dire les cellules chargées de transformer la lumière et le dioxyde de carbone en énergie et en sucre. Les nanotubes de carbone ont été recouverts d’ADN, puis glissés dans les membranes des chloroplastes de la plante.
Pour quantifier le mécanisme, les chercheurs ont utilisé un colorant qui change de couleur lorsqu’il absorbe des électrons. Les particules chargées étant produites pendant la photosynthèse, plus la photosynthèse est importante, plus le changement de couleur est donc visible. L'équipe a montré que l'hybridité permet de tripler la production d’énergie par la plante. Les SWNT sont particulièrement sensibles aux gammes proches de l'infrarouge.
L'application pourrait permettre de cultiver des plantes dans des espaces peu ou mal éclairés, sous des latitudes peu propices ou sous des abris, mais également de promouvoir des matériaux biomimétiques pour la détection de la lumière et/ou la chaleur.
Les résultats montrent également que les nanotubes de carbone sont capables de détecter le monoxyde d’azote dans l’environnement. Cette propriété est également très importante puisqu'elle permet d'envisager l'utilisation de telles plantes hybrides pour réduire le dioxyde de carbone de l’atmosphère et ainsi promouvoir des environnements assainis.
Cette avancée majeure, qui est passée inaperçue du monde des technologistes, a été publiée dans "Nature materials" le 16 mars 2014 (lien).
Ref : J.P.Giraldo et al. (2014). Plant nanobionics approach to augment photosynthesis and biochemical sensing. Nature Materials 13, 400–408.
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