Forestil dig, at du i stedet for at tænde lyset, når det bliver mørkt, kan læse en bog i lyset af en lysende plante på dit skrivebord eller gå en tur under lyset fra et skarpt træ i stedet for elektriske lys. Det lysende planter Det har altid været genstand for undersøgelser af videnskabsmænd.
Af denne grund vil vi dedikere denne artikel til at fortælle dig, hvad lysende planter er, og hvilke undersøgelser der er på det.
Undersøgelser af lysende planter
Ingeniører fra Massachusetts Institute of Technology (MIT) i Cambridge (Massachusetts, USA) har taget de første grundlæggende skridt for at bringe det scenarie ud i livet, som i dag ser ud til at være forsvundet fra science fiction-fortællinger.
Et hold ledet af Dr. Michael Strano, en fremtrædende professor i kemiteknik ved Massachusetts Institute of Technology, inkorporerede en række specielle nanopartikler (mikroskopiske partikler) i bladene på karseplanter, få dem til at udsende et svagt lys i næsten fire timer.
Forskerne mener, at når det lykkes dem at optimere denne nanoteknologi, vil planterne blive lyse nok til at oplyse arbejdsrum. Et hold ved Massachusetts Institute of Technology har dyrket planter, der kan lyse i næsten 4 timer og oplyse bogsider på tæt hold.
Denne teknologi kan også bruges til at give lav-intensitet indendørs belysning eller til at omdanne træer til automatiske gadelygter.
Fordele ved lysende planter
Hvad er de vigtigste fordele og fordele ved at bruge lysende planter til at belyse interiører og gader? At designe levende planter til synlig lysemission og bæredygtig belysning er overbevisende, fordi planter har uafhængige energigenererings- og lagringsmekanismer.
Planter er dobbelt kulstofnegative, hvilket betyder, at de forbruger CO2 ved at producere brændstof og selv er et produkt af kulstofbinding (omdannelse af CO2 til organiske forbindelser) i atmosfæren. Når teknikken er optimeret, siger forskerne, vil de kunne oplyse hele arbejdsrum eller bruges til offentlig belysning.
Planter er det ultimative inden for bæredygtig biomimetisk belysning, der ikke er afhængig af nogen menneskelig infrastruktur og tilpasser sig godt til udendørs miljøer. De reparerer sig selv, de findes allerede, hvor vi ønsker, at de skal fungere som elektriske lys, de overlever og vedvarer i forskellige vejrbegivenheder, de har deres egen vandkilde, og de gør også alt det ovenstående selvstændigt.
Vegetation ud over det sædvanlige
De såkaldte "nanobioniske planter" er et nyt forskningsfelt fremmet af Stranos laboratorium, hvori de inkorporerer forskellige typer af nanopartikler og ingeniøranlæg til at overtage mange af de funktioner, der nu udføres af elektroniske enheder.
Ifølge MIT har Stranos team allerede anvendt teknologien til at konstruere planter, der kan detektere sprængstoffer og overføre den information til en smartphone, samt grøntsager med elektroniske sensorer i bladene, der reagerer, når de advarer, når vandstanden er lav.
Agenturets forskere udviklede også en nanobionisk plante, der var i stand til at opfange mere end 30 procent af lysenergien, indsatte kulstofnanorør i celler, der producerer fotosyntese, og gjorde det muligt at detektere forurenende stoffer som nitrogenoxidgas.
Professor Stranos team har tidligere udviklet nanobioniske planter med forbedret fotosyntese og evnen til at detektere forurenede gasser, sprængstoffer og tørkeforhold.
«Belysning, som står for omkring 20 procent af det globale energiforbrug, er et af de logiske mål for disse meget specifikke planteteknologier," sagde Strano og bemærkede, at "Planter kan reparere sig selv, have deres egen energi og har tilpasset sig det ydre miljø.
For at skabe deres glødende planter henvendte MIT-teamet sig til luciferase, enzymet der får ildfluer til at lyse. Luciferase virker på et molekyle kaldet luciferin, hvilket får det til at udsende lys, mens et andet molekyle kaldet coenzym A hjælper processen ved at fjerne et biprodukt af den biokemiske reaktion, der hæmmer aktiviteten af luciferin-enzymet.
Nanopartikler og grøntsager under højt tryk
MIT-teamet pakkede hver af disse tre komponenter i forskellige typer bærenanopartikler fremstillet af materialer, der er klassificeret som "generelt anerkendt som sikre" af US Food and Drug Administration (FDA). En glødende MIT-logoplante er præget på raketblade, som er infunderet med en blanding af nanopartikler.
Ifølge Stranos team hjælper disse nanopartikler hver komponent med at nå den korrekte del af planten og de forhindrer disse komponenter i at nå koncentrationer, der kan være giftige for selve planten.
Ifølge forfatterne af det amerikanske energiministerium-finansierede studie brugte forskerne silica-nanopartikler til at transportere luciferase og lidt større partikler af polymererne PLGA og chitosan til at transportere henholdsvis luciferin og coenzym A.
For at inkorporere bærende nanopartikler i planteblade suspenderede forskerne først nanopartiklerne i en flydende opløsning, sænkede derefter planterne i væsken og lagde til sidst højt tryk på planterne for at tvinge partiklerne ind i bladene gennem bittesmå porer kaldet stomata, ifølge MIT.
I starten af projektet producerede forskerne planter, der De glødede i cirka 45 minutter og har siden perfektioneret processen for at få dem til at lyse i 3,5 timer.
I øjeblikket producerer en 10-centimeter frøplante af karse omkring en tusindedel af den mængde lys, der skal til for at læse, men forskerne mener, at de kan øge både mængden af udsendt lys og varigheden af denne lysenergi ved yderligere at optimere hastigheden.
Luciferase virker på et molekyle kaldet luciferin og tvinger det til at gløde. Et molekyle kaldet coenzym A er også involveret i denne proces., hvilket gør det nemt.
Hver af disse komponenter bæres af en nanopartikel, som sikrer, at de kommer til det rigtige sted og forhindrer dem i at koncentrere sig et bestemt sted, som kan være giftigt for planten. Det lykkedes forskerne at få planterne til at lyse i omkring tre en halv time.
Og selvom lyset, de får, er relativt svagt, mener de, at det er muligt at øge intensiteten og varigheden af lyset. I modsætning til tidligere eksperimenter, som formåede at få bestemte typer planter til at lyse gennem en meget mere kompleks proces, kan metoden udviklet af MIT-forskerne anvendes på enhver type plante.
Jeg håber, at du med denne information kan lære mere om, hvad de lysende planter er og deres egenskaber.