Zamislite da umjesto da palite svjetla kada padne mrak, možete čitati knjigu uz svjetlost svjetleće biljke na svom stolu ili prošetati pod svjetlom jarkog drveta umjesto električnih svjetala. The svetleće biljke Oduvijek je bio predmet proučavanja naučnika.
Iz tog razloga, ovaj članak ćemo posvetiti tome da vam kažemo šta su svijetleće biljke i koje studije postoje o tome.
Studije o blistavim biljkama
Inženjeri sa Massachusetts Institute of Technology (MIT) u Cambridgeu (Masachusetts, SAD) poduzeli su prve temeljne korake kako bi oživjeli scenario za koji se danas čini da je nestao iz naučnofantastičnih priča.
Tim koji je predvodio dr. Michael Strano, istaknuti profesor hemijskog inženjerstva na Massachusetts Institute of Technology, ugradio je niz specijalnih nanočestica (mikroskopskih čestica) u listove biljaka krešu, navodeći ih da emituju prigušeno svjetlo skoro četiri sata.
Istraživači vjeruju da će biljke, kada uspiju optimizirati ovu nanotehnologiju, postati dovoljno svijetle da osvjetljavaju radne prostore. Tim na Tehnološkom institutu u Masačusetsu se kultivisao biljke koje mogu svijetliti skoro 4 sata i osvjetljavati stranice knjiga iz neposredne blizine.
Ova tehnologija se takođe može koristiti za obezbeđivanje unutrašnjeg osvetljenja niskog intenziteta ili za pretvaranje drveća u automatsku uličnu rasvetu.
Prednosti svjetlećih biljaka
Koje su glavne prednosti i prednosti korištenja svjetlećih biljaka za osvjetljavanje interijera i ulica? Dizajniranje živih biljaka za emisiju vidljive svjetlosti i održivo osvjetljenje je uvjerljivo jer biljke imaju nezavisne mehanizme za proizvodnju i skladištenje energije.
Biljke su dvostruko negativne na ugljik, što znači da oni troše CO2 proizvodnjom goriva i sami su proizvod sekvestracije ugljika (pretvaranje CO2 u organska jedinjenja) u atmosferi. Kada se tehnika optimizuje, kažu istraživači, moći će da osvjetljavaju čitave radne prostore ili da se koriste za javnu rasvjetu.
Biljke su vrhunska održiva biomimetička rasvjeta koja ne ovisi ni o kakvoj ljudskoj infrastrukturi i dobro se prilagođava vanjskom okruženju. Sami se popravljaju, već postoje tamo gdje želimo da funkcionišu kao električna svjetla, opstaju i opstaju u različitim vremenskim prilikama, imaju svoj izvor vode, a sve navedeno rade autonomno.
Neobična vegetacija
Takozvane "nanobioničke biljke" novo su polje istraživanja koje promovira Stranov laboratorij, u koje ugrađuju različite vrste nanočestica i inženjerskih postrojenja da preuzmu mnoge funkcije koje sada obavljaju elektronski uređaji.
Prema MIT-u, Stranov tim je već primijenio tehnologiju na inženjering biljaka koje mogu otkriti eksploziv i prenijeti te informacije na pametni telefon, kao i povrće s elektronskim senzorima u lišću koje reaguje kada upozorava kada je nivo vode nizak.
Naučnici Agencije su također razvili nanobioničku biljku sposobnu uhvatiti više od 30 posto svjetlosne energije, umetnuli ugljične nanocijevi u ćelije koje proizvode fotosintezu i omogućili otkrivanje zagađivača kao što je plin dušikovog oksida.
Tim profesora Stranoa je prethodno razvio nanobioničke biljke sa poboljšanom fotosintezom i sposobnošću otkrivanja kontaminiranih gasova, eksploziva i uslova suše.
«Rasvjeta, koja čini oko 20 posto globalne potrošnje energije, jedan je od logičnih ciljeva za ove vrlo specifične biljne tehnologije“, rekao je Strano, napominjući da „Biljke mogu same da se popravljaju, imaju vlastitu energiju i prilagodile su se vanjskom okruženju.
Da bi stvorio svoje sjajne biljke, tim MIT-a se okrenuo luciferazi, enzimu koji čini da krijesnice sijaju. Luciferaza djeluje na molekul koji se zove luciferin, uzrokujući da on emituje svjetlost, dok drugi molekul koji se zove koenzim A pomaže u procesu uklanjanjem nusproizvoda biokemijske reakcije koji inhibira aktivnost enzima luciferina.
Nanočestice i povrće pod visokim pritiskom
Tim MIT-a upakovao je svaku od ove tri komponente u različite vrste nanočestica nosača napravljenih od materijala koji su klasifikovani kao "općenito priznati kao sigurni" od strane američke Uprave za hranu i lijekove (FDA). Sjajni MIT logo utisnut je na lopatice rakete, koje su prožete mješavinom nanočestica.
Prema Stranovom timu, ove nanočestice pomažu svakoj komponenti da dođe do ispravnog dijela biljke i sprečavaju te komponente da dostignu koncentracije koje bi mogle biti toksične za samu biljku.
Prema autorima studije koju je finansiralo Ministarstvo energetike SAD, istraživači su koristili nanočestice silicijevog dioksida za transport luciferaze i nešto veće čestice polimera PLGA i hitozana za transport luciferina i koenzima A.
Da bi ugradili nanočestice u listove biljaka, istraživači su prvo suspendovali nanočestice u tečnom rastvoru, zatim potopili biljke u tečnost i na kraju primenili visoki pritisak na biljke kako bi naterali čestice u listove kroz sitne pore zvane stomati, prema rečima MIT.
Na početku projekta istraživači su proizveli biljke koje Sjale su oko 45 minuta i od tada su usavršile proces da bi sjajile 3,5 sata.
Trenutno, sadnica kreša od 10 centimetara proizvodi oko hiljaditi dio količine svjetlosti potrebne za čitanje, ali istraživači vjeruju da mogu povećati i količinu emitirane svjetlosti i trajanje ove svjetlosne energije daljnjim optimiziranjem brzine.
Luciferaza djeluje na molekul koji se zove luciferin i tjera ga da svijetli. Molekul nazvan koenzim A također je uključen u ovaj proces., što olakšava.
Svaku od ovih komponenti nosi nanočestica, koja osigurava da dođu na pravo mjesto i sprečava ih da se koncentrišu na određenom mjestu, koje bi moglo biti toksično za biljku. Istraživači su uspjeli natjerati biljke da sjaje oko tri i po sata.
I iako je svjetlo koje dobijaju relativno slabo, vjeruju da je moguće povećati intenzitet i trajanje svjetlosti. Za razliku od prethodnih eksperimenata, koji su uspjeli učiniti da određene vrste biljaka svijetle kroz mnogo složeniji proces, metoda koju su razvili istraživači MIT-a može se primijeniti na bilo koju vrstu biljaka.
Nadam se da ćete uz ove informacije saznati više o tome šta su svijetleće biljke i njihove karakteristike.