Naukowcy opracowali wyjątkowe rośliny świecące w ciemności, które mogą pełnić funkcję pasywnego oświetlenia przestrzeni publicznych w miastach.
Ogromna część zużycia energii na świecie jest przeznaczana na oświetlenie, dlatego naukowcy z MIT opracowują nowy rodzaj oświetlenia pasywnego – rośliny świecące w ciemności. W najnowszym eksperymencie zespołowi udało się doprowadzić do tego, że świecą znacznie jaśniej niż rośliny pierwszej generacji, bez szkody dla ich zdrowia.
Powstająca dziedzina nanobioniki roślin (ang. plant nanobionics) obejmuje osadzanie nanocząsteczek w roślinach, aby nadać im nowe cechy lub zdolności. Wcześniejsze prace zespołu MIT pozwoliły stworzyć rośliny, które mogą wysyłać sygnały elektryczne, gdy potrzebują wody, szpinak, który można wykorzystać do wykrywania materiałów wybuchowych, oraz rukiew wodna świecąca w ciemności.
Choć ta ostatnia roślina była interesująca, jasność światła nie była szczególnie duża – mniej więcej na równi z plastikowymi świecącymi gwiazdami, które wielu z nas przyklejało na suficie w dzieciństwie. To bardzo ciekawe odkrycie, ale niewiele pomaga w ostatecznym zastosowaniu jako pasywne oświetlenie.
Teraz naukowcy zwiększyli jasność do bardziej praktycznych poziomów. Kluczem było przestawienie świecących składników z lucyferazy i lucyferyny – które nadają świetlikom ich blask – na materiały luminoforowe. Materiały te pochłaniają i przechowują światło widzialne i ultrafioletowe oraz powoli uwalniają je w postaci fosforescencji.
Tworzenie otaczającego światła za pomocą odnawialnej energii chemicznej żywych roślin to odważny pomysł, mówi autorka badania Sheila Kennedy. To fundamentalna zmiana w sposobie myślenia o żywych roślinach i energii elektrycznej wykorzystywanej do oświetlenia.
W tym przypadku zespół wykorzystał nanocząsteczki wykonane z glinianu strontu jako luminofor i pokrył je krzemionką, aby nie uszkadzały roślin. Są one następnie wprowadzane przez pory w liściach i ostatecznie gromadzą się w warstwie zwanej mezofilem.
Po wystawieniu na działanie światła słonecznego lub diod LED rośliny będą świecić na zielono. Zespół przetestował tę technikę na szeregu roślin, w tym rukwi wodnej, tytoniu, bazylii, stokrotkach i uchu słonia. Odkryto, że zaledwie 10 sekund ekspozycji na niebieskie diody LED sprawia, że rośliny świecą nawet przez godzinę. Jak można się spodziewać, światło jest najjaśniejsze w ciągu pierwszych kilku minut, po czym przygasa w ciągu następnej godziny.
Światło było 10 razy jaśniejsze niż w poprzedniej wersji, a co ważne, implanty nanocząsteczkowe nie zaszkodziły normalnym funkcjom roślin, takim jak fotosynteza i odparowywanie wody przez liście.
Ostatecznym celem, jak twierdzi zespół, jest próba opracowania świecących roślin, które można wykorzystać do biernego oświetlania ulic lub innych miejsc publicznych, zmniejszając zużycie energii potrzebnej do oświetlenia ulicznego. Kolejnym krokiem w kierunku tego celu jest połączenie nowych nanocząstek glinianu strontu z wcześniejszymi nanocząsteczkami lucyferazy, aby mieć nadzieję, że blask będzie jaśniejszy i trwalszy.
Gdyby żywe rośliny mogły być punktem wyjścia dla zaawansowanej technologii, rośliny mogłyby zastąpić naszą obecną niezrównoważoną miejską sieć oświetlenia elektrycznego z obopólną korzyścią dla wszystkich gatunków zależnych od roślin – w tym ludzi – mówi Kennedy.
Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie Science Advances.
źródło: Massachusetts Institute of Technology | New Atlas
Od 2005 roku zajmuję się komunikacją internetową i e-marketingiem, jestem pasjonatem urządzeń mobilnych oraz nowych technologii – i nie waham się ich używać.