Memajukan pengeditan gen dengan varian CRISPR / Cas9 baru - ScienceDaily
Lingkungan

Pupuk yang terbuat dari air seni dapat memungkinkan pertanian luar angkasa – ScienceDaily


Dalam lingkungan yang ekstrim, bahkan tugas yang paling biasa pun dapat tampak seperti tantangan yang tidak dapat diatasi. Karena kesulitan seperti itu, sebagian besar umat manusia telah menetap di tanah yang menguntungkan untuk memanen tanaman, menggembalakan ternak, dan membangun tempat berlindung. Tetapi saat kami berusaha memperluas batas eksplorasi manusia, baik di bumi maupun di luar angkasa, orang-orang yang merintis pencarian ini niscaya akan menghadapi kondisi yang, untuk semua maksud dan tujuan, tidak kondusif bagi tempat tinggal manusia.

Salah satu tantangan utama yang dihadapi setiap penyelesaian jangka panjang yang dimaksudkan, baik itu di Antartika atau di Mars (mungkin dalam waktu dekat), adalah mencapai tingkat otonomi tertentu, untuk memungkinkan koloni yang terisolasi bertahan hidup bahkan jika terjadi bencana kegagalan. dalam penyediaan. Dan kunci untuk mencapai otonomi ini adalah memastikan kecukupan dan kemandirian pangan. Oleh karena itu, tidak mengherankan jika teknologi pertanian antariksa menjadi salah satu topik penelitian yang saat ini sedang dilakukan oleh Research Center for Space Colony di Tokyo University of Science. Para peneliti di sini berharap dapat menjadi ujung tombak pengembangan teknologi untuk pertanian ruang angkasa yang aman dan berkelanjutan – dengan tujuan menopang manusia untuk waktu yang lama di lingkungan yang sangat tertutup seperti stasiun luar angkasa.

Untuk tujuan ini, sebuah studi inovatif dilakukan oleh tim peneliti Jepang yang dipimpin oleh Junior Associate Professor Norihiro Suzuki dari Tokyo University of Science dan diterbitkan di Jurnal Baru Kimia dari Royal Society of Chemistry. Dalam studi ini, Dr. Suzuki dan timnya bertujuan untuk mengatasi masalah produksi pangan di lingkungan tertutup, seperti di stasiun luar angkasa.

Menyadari bahwa para peternak telah menggunakan kotoran hewan sebagai pupuk selama ribuan tahun, sebagai sumber yang kaya akan nitrogen, Dr. Suzuki dan timnya telah menyelidiki kemungkinan pembuatannya dari urea (komponen utama urin), untuk membuat pupuk cair. . Ini juga akan sekaligus mengatasi masalah pengolahan atau pengelolaan limbah manusia di luar angkasa! Seperti yang dijelaskan oleh Dr. Suzuki, “Proses ini menarik dari sudut pandang pembuatan produk yang berguna, yaitu amonia, dari produk limbah, yaitu urin, menggunakan peralatan umum pada tekanan atmosfer dan suhu kamar.”

Tim peneliti – yang juga termasuk Akihiro Okazaki, Kai Takagi, dan Izumi Serizawa dari ORC Manufacturing Co. Ltd., Jepang – merancang proses “elektrokimia” untuk memperoleh ion amonium (biasanya ditemukan dalam pupuk standar) dari sampel urin buatan . Pengaturan eksperimental mereka sederhana: di satu sisi, ada sel “reaksi”, dengan elektroda “boron-doped diamond” (BDD) dan katalis yang dapat diinduksi cahaya atau bahan “fotokatalis” yang terbuat dari titanium dioksida. Di sisi lain, ada sel “counter” dengan elektroda platina sederhana. Saat arus dilewatkan ke dalam sel reaksi, urea teroksidasi, membentuk ion amonium. Dr. Suzuki menjelaskan terobosan ini sebagai berikut, “Saya bergabung dengan ‘Space Agriteam’ yang terlibat dalam produksi pangan, dan spesialisasi penelitian saya adalah kimia fisik; oleh karena itu, saya mendapatkan ide untuk membuat pupuk cair secara ‘elektrokimia’.”

Tim peneliti kemudian memeriksa apakah sel akan lebih efisien dengan adanya fotokatalis, dengan membandingkan reaksi sel dengan dan tanpa fotokatalis. Mereka menemukan bahwa sementara penipisan awal urea kurang lebih sama, ion berbasis nitrogen yang dihasilkan bervariasi baik dalam waktu dan distribusi ketika fotokatalis dimasukkan. Khususnya, konsentrasi ion nitrit dan nitrat tidak meningkat dengan adanya fotokatalis. Hal ini menunjukkan bahwa kehadiran fotokatalis mendorong pembentukan ion amonium.

Dr. Suzuki menyatakan, “Kami berencana untuk melakukan percobaan dengan sampel urin yang sebenarnya, karena tidak hanya mengandung unsur primer (fosfor, nitrogen, kalium) tetapi juga unsur sekunder (sulfur, kalsium, magnesium) yang penting untuk nutrisi tanaman! Oleh karena itu, Dr. Suzuki dan timnya optimis bahwa metode ini memberikan dasar yang kokoh untuk pembuatan pupuk cair di ruang tertutup, dan, seperti yang diamati oleh Dr. Suzuki, “Ini akan bermanfaat untuk mempertahankan masa tinggal jangka panjang. di ruang yang sangat tertutup seperti stasiun luar angkasa. “

Manusia yang menghuni Mars mungkin masih merupakan kenyataan yang cukup jauh, tetapi penelitian ini tampaknya menunjukkan bahwa kita bisa berada di jalur untuk memastikan keberlanjutan – di luar angkasa – bahkan sebelum kita benar-benar sampai di sana!

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Universitas Sains Tokyo. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Pengeluaran SGP