• Energy Research

De nos jours, la nanotechnologie est l'un des outils les plus potentiels de l'agriculture moderne pour améliorer la productivité, l'adaptation au changement climatique et le développement durable. Dans cette étude, l'effet du cobalt nanovalent (NZVC) sur la croissance, les paramètres photosynthétiques exprimés par Fo (fluorescence initiale), Fm (fluorescence maximale), Fv/Fm (efficacité photochimique maximale), ΦPSII (rendement quantique effectif du photosystème II), ETR (taux de transport d'électrons photosynthétiques), Pn (taux photosynthétique net) et la teneur en chlorophylle a et b à différents stades dans les feuilles de soja ont été étudiés. Le NZVC fabriqué au Vietnam et aux États-Unis avec différentes concentrations (0, 0,17 et 16,7 mg/kg de semences) a été utilisé. Il a été constaté que lorsque les graines de soja étaient traitées avec du NZVC, les indices de croissance (tels que la hauteur de la plante, le poids sec des tiges et des feuilles et la surface foliaire), les paramètres photosynthétiques et la teneur en chlorophylle a et b étaient évidemment augmentés par rapport à ceux du témoin. Ces valeurs avaient tendance à augmenter progressivement et à atteindre leur maximum au cinquième (V5) stade trifolié, alors qu'elles étaient significativement diminuées au début du stade de floraison (R1). La productivité réelle des formules expérimentales a dépassé le contrôle (5%), tandis que la qualité du grain était significativement différente entre les parcelles. Les nanoparticules de cobalt à valence zéro du Vietnam présentaient une efficacité similaire à celles provenant des États-Unis. Nos résultats ont indiqué que la photosynthèse était positivement affectée par la NZVC, conduisant à une amélioration de la croissance du soja et donc à une amélioration de la productivité dans son ensemble. Hoy en día, la nanotecnología es una de las herramientas más potenciales en la agricultura moderna para mejorar la productividad, la adaptación al cambio climático y el desarrollo sostenible. En este estudio, se investigó el efecto del cobalto cerovalente a nanoescala (NZVC) sobre el crecimiento, los parámetros fotosintéticos expresados por Fo (fluorescencia inicial), Fm (fluorescencia máxima), Fv/Fm (eficiencia fotoquímica máxima), ΦPSII (rendimiento cuántico efectivo del fotosistema II), ETR (tasa de transporte de electrones fotosintéticos), Pn (tasa fotosintética neta) y el contenido de clorofila a y b en diferentes etapas en las hojas de soja. Se utilizó el NZVC hecho de Vietnam y EE. UU. con diferentes concentraciones (0, 0.17 y 16.7 mg/kg de semilla). Se encontró que cuando las semillas de soja se trataron con NZVC, los índices de crecimiento (como la altura de la planta, el peso seco de los tallos y las hojas y el área de la hoja), los parámetros fotosintéticos y el contenido de clorofila a y b aumentaron obviamente en comparación con el del control. Estos valores habían tendido a aumentar gradualmente y alcanzar el máximo en la quinta etapa trifoliada (V5), mientras que disminuyeron significativamente al comienzo de la etapa de floración (R1). La productividad real de las fórmulas experimentales superó el control (5%), mientras que la calidad del grano fue significativamente diferente entre las parcelas. La nanopartícula de cobalto de valencia cero de Vietnam mostró una eficiencia similar en comparación con las procedentes de EE. UU. Nuestros resultados indicaron que la fotosíntesis se vio afectada positivamente por el NZVC, lo que condujo a un mejor crecimiento de la soja y, por lo tanto, a una mejor productividad en su conjunto. Nowadays, nanotechnology is one of the most potential tools in the modern agriculture to improve productivity, adaptation to climate change and sustainable development. In this study, the effect of nanoscale zerovalent cobalt (NZVC) on the growth, photosynthetic parameters expressed by Fo (initial fluorescence), Fm (maximal fluorescence), Fv/Fm (maximal photochemical efficiency), ΦPSII (effective quantum yield of photosystem II), ETR (photosynthetic electron transport rate), Pn (net photosynthetic rate) and content of chlorophyll a and b at different stages in soybean leaves were investigated. The NZVC made from Vietnam and USA with different concentrations (0, 0.17 and 16.7 mg/kg seed) were used. It was found that when soybean seeds were treated with NZVC, the growth indices (such as the plant height, dry weights of stems and leaves and leaf area), photosynthetic parameters and chlorophyll a and b content were increased obviously compared with that of the control. These values had tended to gradually increase and reach maximum at fifth (V5) trifoliate stage, whereas they were significantly decreased at begin at flowering (R1) stage. The real productivity of the experimental formulas exceeded the control (5%), while the quality of grain was significant different among the plots. The zerovalent cobalt nanoparticle from Vietnam exhibited similar efficiency compared to those that came from USA. Our results indicated that photosynthesis was positively affected by NZVC, leading to the improved growth of soybean and therefore to improved productivity as a whole. في الوقت الحاضر، تعد تكنولوجيا النانو واحدة من أكثر الأدوات المحتملة في الزراعة الحديثة لتحسين الإنتاجية والتكيف مع تغير المناخ والتنمية المستدامة. في هذه الدراسة، تم التحقيق في تأثير الكوبالت النانوي التكافؤ (NZVC) على النمو، ومعلمات التمثيل الضوئي المعبر عنها بواسطة Fo (التألق الأولي)، Fm (التألق الأقصى)، Fv/Fm (الكفاءة الكيميائية الضوئية القصوى)، ΦPSII (العائد الكمي الفعال للنظام الضوئي II)، ETR (معدل نقل الإلكترون الضوئي)، Pn (معدل التمثيل الضوئي الصافي) ومحتوى الكلوروفيل أ و ب في مراحل مختلفة في أوراق فول الصويا. تم استخدام NZVC المصنوع من فيتنام والولايات المتحدة الأمريكية بتركيزات مختلفة (0 و 0.17 و 16.7 ملغم/كغم من البذور). وجد أنه عندما تمت معالجة بذور فول الصويا بـ NZVC، من الواضح أن مؤشرات النمو (مثل ارتفاع النبات والأوزان الجافة للسيقان والأوراق ومنطقة الأوراق) ومعلمات التمثيل الضوئي ومحتوى الكلوروفيل أ و ب زادت مقارنة بمحتوى عنصر التحكم. كانت هذه القيم تميل إلى الزيادة التدريجية وتصل إلى الحد الأقصى في المرحلة الخامسة (V5) ثلاثية الأوراق، في حين انخفضت بشكل كبير في البداية في المرحلة المزهرة (R1). تجاوزت الإنتاجية الحقيقية للصيغ التجريبية السيطرة (5 ٪)، في حين كانت جودة الحبوب مختلفة بشكل كبير بين المؤامرات. أظهرت الجسيمات النانوية الكوبالتية الصفرية التكافؤ من فيتنام كفاءة مماثلة لتلك التي جاءت من الولايات المتحدة الأمريكية. أشارت نتائجنا إلى أن التمثيل الضوئي تأثر بشكل إيجابي بـ NZVC، مما أدى إلى تحسين نمو فول الصويا وبالتالي تحسين الإنتاجية ككل.

Il existe une forte demande pour une source d'énergie propre, abordable et durable en raison de la limitation de l'approvisionnement en combustibles fossiles. Les révolutions industrielles des algues se sont avérées être une étape importante pour réaliser le besoin croissant d'énergie et atteindre les objectifs de développement durable (ODD). Dans cette revue, la production et le traitement des algues d'un point de vue industriel et le traitement des algues dans l'industrie 4.0 ainsi qu'un changement de paradigme de l'industrie 4.0 à l'industrie 5.0 ont été bien délimités. De plus, de nombreux aspects de l'industrie des algues ont été discutés, notamment l'analyse économique et environnementale de la production de bioénergie des algues, la personnalisation de la bioénergie dérivée des algues, la culture des algues et les modifications de l'approche culturale. Les outils de génie génétique mis en œuvre dans la culture d'algues pour la production de bioénergie et de sous-produits ont également été étudiés, ainsi que des domaines de concentration tels que la souche d'algues souhaitée et sa détection par manipulation génétique automatisée et modification génétique. En outre, les impacts de l'Industrie 5.0 sur les nouvelles opportunités de marché et l'aspect environnemental ainsi que la possibilité d'atteindre les ODD ont été étudiés de manière significative. Existe una gran demanda de fuentes de energía limpias, asequibles y sostenibles debido a la limitación en el suministro de combustibles fósiles. Las revoluciones industriales de las algas han demostrado ser un paso significativo para darse cuenta de la creciente necesidad de energía y lograr los objetivos de desarrollo sostenible (ODS). En esta revisión, la producción y el procesamiento de algas desde el punto de vista de la industria y el procesamiento de algas en la Industria 4.0, así como un cambio paradigmático de la Industria 4.0 a la Industria 5.0, estuvieron bien delineados. Además, se han discutido numerosos aspectos en la industria de las algas, incluido el análisis económico y ambiental de la producción de bioenergía de las algas, la personalización de la bioenergía derivada de las algas, el cultivo de algas y las modificaciones en el enfoque de cultivo. También se estudiaron las herramientas de ingeniería genética implementadas en el cultivo de algas para la generación de bioenergía y subproductos, y el área de enfoque como la cepa de algas deseada y su detección a través de la manipulación genética automatizada y la modificación genética. Además, se estudiaron significativamente los impactos de la Industria 5.0 en el aspecto de nuevas oportunidades de mercado y medio ambiente, así como la posibilidad de alcanzar los ODS. There is a high demand for clean, affordable and sustainable source of energy due to the limitation in fossil fuel supplies. The algae industrial revolutions have proved to be a significant step to realize the growing need for energy and achieving the sustainable development goals (SDGs). In this review, the production and processing of algae from an industry point of view and the algae processing in Industry 4.0 as well as a paradigmatic shift from Industry 4.0 to Industry 5.0 were well-delineated. Moreover, numerous aspects in the algae industry have been discussed, including economic and environmental analysis of algae bioenergy production, customization of the algae-derived bioenergy, algae cultivation and modifications in the cultivating approach. Genetic engineering tools implemented in the algae culture for bioenergy and by-products generation was also studied, and area of focusing such as the desired algae strain and its detection through automated genetic manipulation and genetic modification. Furthermore, the impacts of the Industry 5.0 on the new market opportunities and environment aspect as well as the possibility of achieving SDGs were significantly studied. هناك طلب كبير على مصادر الطاقة النظيفة والميسورة التكلفة والمستدامة بسبب محدودية إمدادات الوقود الأحفوري. أثبتت الثورات الصناعية للطحالب أنها خطوة مهمة لتحقيق الحاجة المتزايدة للطاقة وتحقيق أهداف التنمية المستدامة (SDGs). في هذه المراجعة، تم تحديد إنتاج ومعالجة الطحالب من وجهة نظر الصناعة ومعالجة الطحالب في الصناعة 4.0 بالإضافة إلى التحول النموذجي من الصناعة 4.0 إلى الصناعة 5.0 بشكل جيد. علاوة على ذلك، تمت مناقشة العديد من الجوانب في صناعة الطحالب، بما في ذلك التحليل الاقتصادي والبيئي لإنتاج الطاقة الحيوية للطحالب، وتخصيص الطاقة الحيوية المستمدة من الطحالب، وزراعة الطحالب والتعديلات في نهج الزراعة. كما تمت دراسة أدوات الهندسة الوراثية المنفذة في استزراع الطحالب للطاقة الحيوية وتوليد المنتجات الثانوية، ومجال التركيز مثل سلالة الطحالب المرغوبة واكتشافها من خلال التلاعب الوراثي الآلي والتعديل الوراثي. علاوة على ذلك، تمت دراسة تأثيرات الصناعة 5.0 على فرص السوق الجديدة والجانب البيئي بالإضافة إلى إمكانية تحقيق أهداف التنمية المستدامة بشكل كبير.

The potential of Caulerpa lentillifera, Gracilaria coronopifolia and Chaetomorpha linum, as biomass feedstock was investigated in this study. It was concluded that seaweed is more suitable for bio-based products synthesis, i.e., bioplastic and bio-lubricants, instead of biofuels due to its relatively low calorific value (~12 MJ/kg). Since seaweed has high moisture content (~80%), hydrothermal liquefaction is recommended, and its efficiency can be further enhanced through microwave technology. Besides, it is found that the thermal degradation of seaweed was best described with the reaction order of 1. The kinetic results also indicated that seaweed consists of lower activation energy (<30 kJ/mol) in comparison with terrestrial biomass (50–170 kJ/mol). Hence, seaweed has a high potential to be used as biomass feedstock, particularly Chaetomorpha linum, as it has no conflict with other interests. Lastly, acetic-acid pre-treatment was suggested to be an optional process in order to increase the algal conversion efficiency as it can reduce up to 25% of ash content.