Onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam hebben een klasse van moleculen ontwikkeld die de temperatuur van planten kunnen verhogen. Zulke moleculaire verwarmers maken het mogelijk om gewassen bij lagere omgevingstemperaturen te laten groeien. Mogelijke resultaten van de techniek zijn een langer groeiseizoen, grotere beschikbaarheid van landbouwgrond en snellere veredelingsprogramma’s.
Prof. dr. Wybren Jan Buma van de groep Moleculaire Fotonica en dr. Teun Munnik van de groep Plantencelbiologie ontwikkelden de moleculaire verwarmers. Ze werkten samen met onderzoekers van de universiteiten van Warwick en Bristol.
Zonnebrandcrème
De werking van de moleculaire verwarmers lijkt op die van moleculen in zonnebrandcrèmes. Ze absorberen UV-licht en zetten deze energie om in moleculaire trillingen. Zo zetten ze schadelijk licht effectief om in onschadelijke warmte.
Planten produceren zelf ook moleculen om zich te beschermen tegen UV-straling van de zon. Buma en Munnik besloten zich dan ook te richten op moleculen die van nature voorkomen. Ze bekeken daarom verschillende natuurlijke varianten om de warmteopwekkende werking te optimaliseren.
Meer dan een graad Celsius warmer
In experimenten lukte het de onderzoekers om met het moleculaire verwarmingseffect planten op te warmen. De temperatuur van de bladeren steeg daarbij met meer dan een graad Celsius. Verder stelden ze vast dat toepassing van deze moleculaire verwarmers tot een toename van de hoeveelheid biomassa kan leiden.
Bij toepassing op grote schaal kunnen de moleculaire verwarmers bijdragen aan het verhogen van de gewasopbrengst wereldwijd. Dat komt doordat planten op grotere hoogte of breedtegraden zouden kunnen groenen. Daarnaast kan het groeiseizoen langer worden en zullen planten zich sneller ontwikkelen.
Patent
Wybren Jan Buma ontwikkelde technieken om de moleculen te bestuderen met geavanceerde laserspectroscopie. Samen met plantenbioloog Teun Munnik ontwikkelde hij het idee om het fenomeen van moleculaire verwarming te gebruiken voor het verwarmen van planten. Het bleek dat dit nog niet eerder in de literatuur was gerapporteerd. Ze wisten daardoor dat ze iets op het spoor waren.
De onderzoekers verkregen onlangs patent op de moleculen. Nu zijn ze op zoek naar partners om verdere toepassingen te ontwikkelen. Uit verkennende contacten bleek al een grote interesse vanuit de gewasbescherming en -veredeling.
