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Accès ouvert déclaré 2025 article

Closed-loop enhancement of plant photosynthesis via biomass-derived carbon dots in biohybrids

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Résumé fourni par la source

Improving photosynthetic efficiency is pivotal for biomanufacturing and agriculture. Despite the progress on photosynthetic biohybrids integrating biocatalysts with materials, nanomaterials with increasing energy-efficiency as well as great biocompatibility and cost-effectiveness are needed. Here, we present a closed-loop strategy using biomass-derived carbon dots (CDs) for improving photosynthesis. We demonstrate that the CDs act as both light converters and photosensitizers by converting solar irradiation to red light and supplying light-excited electrons into the photosynthetic electron transfer chain. Biohybrids incorporating CDs and cyanobacteria or plant exhibited increased photosynthetic efficiency, when compared with the photosynthetic organism only. The cyanobacterial CO2-fixation rate and CO2-to-glycerol production were increased 2.4-fold and 2.2-fold, respectively, while Arabidopsis thaliana displayed a 1.8-fold increase in the fresh weight of the plant. Techno-economic analysis showed the competitive advantage of biomass-derived CDs over other nanomaterials. These CDs hold potential applications in future sustainable agriculture and solar-powered biomanufacturing. Improving photosynthetic efficiency is crucial for CO>sub<2 > /sub < -based biomanufacturing and agriculture. Here, biomass-derived carbon dots in biohybrids are shown to enhance natural photosynthesis by converting solar irradiation to red light and supplying electrons to the photosynthetic electron transfer chain.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Closed-loop enhancement of plant photosynthesis via biomass-derived carbon dots in biohybrids
Date Crossref
02/03/2025
Éditeur
Springer Science and Business Media LLC
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude et ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Institutions déclarées

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Sujets associés

Carbon and Quantum Dots ApplicationsPhotosynthetic Processes and MechanismsElectrochemical sensors and biosensors

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