Imagínate que en lugar de encender las luces cuando oscurece, puedes leer un libro a la luz de una planta luminosa en tu escritorio, o dar un paseo bajo la luz de un árbol brillante en lugar de luces eléctricas. Las plantas luminosas siempre ha sido objeto de estudio por los científicos.
Por ello, vamos a dedicar este artículo a contarte cuáles son las plantas luminosas y qué estudios hay sobre ello.
Estudios sobre plantas luminosas
Ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en Cambridge (Massachusetts, EE. UU.) han dado los primeros pasos fundamentales para hacer realidad el escenario que hoy parece haber desaparecido de los cuentos de ciencia ficción.
Un equipo dirigido por el Dr. Michael Strano, un distinguido profesor de ingeniería química en el Instituto Tecnológico de Massachusetts, incorporó una serie de nanopartículas especiales (partículas microscópicas) en las hojas de las plantas de berro, induciéndolas a emitir una luz tenue durante casi cuatro horas.
Los investigadores creen que cuando logren optimizar esta nanotecnología, las plantas se volverán lo suficientemente brillantes como para iluminar los espacios de trabajo. Un equipo del Instituto Tecnológico de Massachusetts ha cultivado plantas que pueden brillar durante casi 4 horas e iluminar páginas de libros a corta distancia.
Esta tecnología también podría usarse para proporcionar iluminación interior de baja intensidad o para convertir árboles en farolas automáticas.
Ventajas de las plantas luminosas
¿Cuáles son las principales ventajas y beneficios de utilizar plantas luminosas para iluminar interiores y calles? Diseñar plantas vivas para la emisión de luz visible y la iluminación sostenible es convincente porque las plantas tienen mecanismos independientes de generación y almacenamiento de energía.
Las plantas son doblemente negativas en carbono, lo que significa que consumen CO2 al producir combustible y son ellas mismas producto de la fijación de carbono (conversión de CO2 en compuestos orgánicos) en la atmósfera. Cuando optimicen la técnica, dicen los investigadores, podrán iluminar espacios de trabajo completos o usarse para el alumbrado público.
Las plantas son lo último en iluminación biomimética sostenible que no depende de ninguna infraestructura humana y se adaptan bien a los ambientes al aire libre. Se reparan solos, ya existen donde queremos que funcionen como luces eléctricas, sobreviven y persisten en diferentes fenómenos meteorológicos, tienen su propia fuente de agua y además hacen todo lo mencionado de manera autónoma.
Vegetación fuera de lo normal
Las llamadas «plantas nanobiónicas» son un nuevo campo de investigación que promueve el laboratorio de Strano, en el que incorporan diferentes tipos de nanopartículas y diseñan plantas para que asuman muchas de las funciones que ahora realizan los dispositivos electrónicos.
Según el MIT, el equipo de Strano ya aplicó la tecnología para diseñar plantas que pueden detectar explosivos y transmitir esa información a un teléfono inteligente, así como vegetales con sensores electrónicos en sus hojas que responden cuando advierte cuando el nivel del agua es bajo.
Los científicos de la agencia también desarrollaron una planta nanobiónica capaz de capturar más del 30 por ciento de la energía de la luz, insertaron nanotubos de carbono en las células que producen la fotosíntesis y permitieron detectar contaminantes, como el gas óxido nítrico.
El equipo del profesor Strano ha desarrollado previamente plantas nanobiónicas con fotosíntesis mejorada y la capacidad de detectar gases contaminados, explosivos y condiciones de sequía.
«La iluminación, que representa alrededor del 20 por ciento del consumo mundial de energía, es uno de los objetivos lógicos para estas tecnologías de plantas muy específicas», dijo Strano, y señaló que «las plantas pueden repararse a sí mismas, tener su propia energía y se han adaptado al ambiente exterior.
Para crear sus plantas brillantes, el equipo del MIT recurrió a la luciferasa, la enzima que hace brillar a las luciérnagas. La luciferasa actúa sobre una molécula llamada luciferina, lo que hace que emita luz, mientras que otra molécula llamada coenzima A ayuda al proceso al eliminar un subproducto de la reacción bioquímica que inhibe la actividad de la enzima luciferina.
Nanopartículas y vegetales bajo alta presión
El equipo del MIT empaquetó cada uno de estos tres componentes en diferentes tipos de nanopartículas transportadoras hechas de materiales clasificados como «generalmente reconocidos como seguros» por la Administración de Drogas y Alimentos de los Estados Unidos (FDA). Una planta con el logotipo del MIT resplandeciente está impresa en aspas de cohetes, que están infundidas con una mezcla de nanopartículas.
Según el equipo de Strano, estas nanopartículas ayudan a que cada componente llegue a la parte correcta de la planta y evitan que esos componentes alcancen concentraciones que podrían ser tóxicas para la planta misma.
Según los autores del estudio financiado por el Departamento de Energía de EE. UU., los investigadores utilizaron nanopartículas de sílice para transportar luciferasa y partículas ligeramente más grandes de los polímeros PLGA y quitosano para transportar luciferina y coenzima A, respectivamente.
Para incorporar nanopartículas transportadoras en las hojas de las plantas, los investigadores primero suspendieron las nanopartículas en una solución líquida, luego sumergieron las plantas en el líquido y finalmente aplicaron alta presión a las plantas para forzar las partículas hacia las hojas a través de pequeños poros llamados estomas, según MIT.
Al comienzo del proyecto, los investigadores produjeron plantas que brillaban durante unos 45 minutos y desde entonces han perfeccionado el proceso para que brillen durante 3,5 horas.
Actualmente, una plántula de berro de 10 centímetros produce aproximadamente una milésima parte de la cantidad de luz necesaria para leer, pero los investigadores creen que pueden aumentar tanto la cantidad de luz emitida como la duración de esta energía luminosa optimizando aún más la tasa.
La luciferasa actúa sobre una molécula llamada luciferina y la obliga a brillar. Una molécula llamada coenzima A también está involucrada en este proceso, lo que lo facilita.
Cada uno de estos componentes es transportado por una nanopartícula, lo que asegura que lleguen al lugar correcto y evita que se concentren en un lugar en particular, lo que podría ser tóxico para la planta. Los investigadores lograron que las plantas brillaran durante unas tres horas y media.
Y, aunque la luz que obtienen es relativamente tenue, creen que es posible aumentar la intensidad y la duración de la luz. A diferencia de otros experimentos anteriores, que lograron hacer brillar tipos específicos de plantas a través de un proceso mucho más complejo, el método desarrollado por los investigadores del MIT se puede aplicar a cualquier tipo de planta.
Espero que con esta información puedan conocer más sobre cuáles son las plantas luminosas y sus características.