Zamislite da umjesto da palite svjetla kad padne mrak, možete čitati knjigu uz svjetlost svjetleće biljke na svom stolu ili prošetati pod svjetlom jarkog drveta umjesto električnih svjetala. The svjetleće biljke Oduvijek je bio predmet proučavanja znanstvenika.
Iz tog razloga, ovaj ćemo članak posvetiti tome da vam kažemo što su svjetleće biljke i koje studije postoje o tome.
Studije o svjetlećim biljkama
Inženjeri s Massachusetts Institute of Technology (MIT) u Cambridgeu (Massachusetts, SAD) poduzeli su prve temeljne korake kako bi oživjeli scenarij za koji se danas čini da je nestao iz znanstvenofantastičnih priča.
Tim predvođen dr. Michaelom Stranom, uglednim profesorom kemijskog inženjerstva na Massachusetts Institute of Technology, ugradio je niz posebnih nanočestica (mikroskopskih čestica) u lišće biljke kreše, navodeći ih da emitiraju prigušeno svjetlo gotovo četiri sata.
Istraživači vjeruju da će, kada uspiju optimizirati ovu nanotehnologiju, biljke postati dovoljno svijetle da osvijetle radne prostore. Tim s Massachusetts Institute of Technology kultivirao je biljke koje mogu svijetliti gotovo 4 sata i osvjetljavati stranice knjiga iz neposredne blizine.
Ova bi se tehnologija također mogla koristiti za pružanje unutarnje rasvjete niskog intenziteta ili za pretvaranje drveća u automatsku uličnu rasvjetu.
Prednosti svjetlećih biljaka
Koje su glavne prednosti i dobrobiti korištenja svjetlećih biljaka za osvjetljavanje interijera i ulica? Dizajniranje živih biljaka za emitiranje vidljive svjetlosti i održivu rasvjetu je uvjerljivo jer biljke imaju neovisne mehanizme za proizvodnju i skladištenje energije.
Biljke su dvostruko ugljikovo negativne, što znači da oni troše CO2 proizvodeći gorivo i sami su proizvod sekvestracije ugljika (pretvorba CO2 u organske spojeve) u atmosferi. Kada se tehnika optimizira, kažu istraživači, moći će osvijetliti cijele radne prostore ili se koristiti 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 funkcioniraju kao električna svjetla, opstaju i ustraju u različitim vremenskim prilikama, imaju svoj izvor vode, a sve navedeno rade i autonomno.
Vegetacija neuobičajena
Takozvane "nanobioničke biljke" novo su polje istraživanja koje promiče Stranov laboratorij, au koje uključuju različite vrste nanočestica i projektirati postrojenja kako bi preuzeli mnoge funkcije koje sada obavljaju elektronički uređaji.
Prema MIT-u, Stranoov tim je već primijenio tehnologiju za projektiranje biljaka koje mogu otkriti eksplozive i prenijeti te informacije na pametni telefon, kao i povrća s elektroničkim senzorima u lišću koji reagiraju kada upozoravaju kada je razina vode niska.
Znanstvenici Agencije također su razvili nanobioničku biljku sposobnu uhvatiti više od 30 posto svjetlosne energije, umetnuli ugljikove nanocijevi u stanice koje proizvode fotosintezu i omogućili otkrivanje zagađivača kao što je dušikov oksid.
Tim profesora Strana već je razvio nanobioničke biljke s poboljšanom fotosintezom i sposobnošću otkrivanja kontaminiranih plinova, eksploziva i sušnih uvjeta.
«Rasvjeta, koja čini oko 20 posto globalne potrošnje energije, jedan je od logičnih ciljeva za ove vrlo specifične biljne tehnologije,” rekao je Strano, ističući da se “Biljke mogu same popravljati, imaju vlastitu energiju i prilagodile su se vanjskom okruženju.
Kako bi stvorili svoje svjetleće biljke, tim s MIT-a okrenuo se luciferazi, enzimu koji čini da krijesnice svijetle. Luciferaza djeluje na molekulu zvanu luciferin, uzrokujući njezino emitiranje svjetlosti, dok druga molekula zvana koenzim A pomaže procesu uklanjanjem nusproizvoda biokemijske reakcije koji inhibira aktivnost enzima luciferina.
Nanočestice i povrće pod visokim pritiskom
Tim MIT-a upakirao je svaku od ove tri komponente u različite vrste nanočestica nosača napravljenih od materijala koje je Američka agencija za hranu i lijekove (FDA) klasificirala kao "općenito priznate kao sigurne". Svjetleći logotip MIT biljke utisnut je na lopatice rakete, koje su prožete mješavinom nanočestica.
Prema Stranovom timu, ove nanočestice pomažu svakoj komponenti da dospije u pravi dio biljke i sprječavaju da te komponente dostignu koncentracije koje bi mogle biti toksične za samu biljku.
Prema autorima studije koju je financiralo Ministarstvo energetike SAD-a, istraživači su koristili nanočestice silicijevog dioksida za prijenos luciferaze i nešto veće čestice polimera PLGA i kitozana za prijenos luciferina, odnosno koenzima A.
Kako bi ugradili nanočestice nosače u lišće biljke, istraživači su prvo suspendirali nanočestice u tekućoj otopini, zatim potopili biljke u tekućinu i na kraju primijenili visoki pritisak na biljke kako bi čestice ušle u lišće kroz malene pore koje se nazivaju puči, prema MIT.
Na početku projekta istraživači su proizveli biljke koje Sjajile su oko 45 minuta i od tada su usavršile proces da svijetle 3,5 sata.
Trenutačno, sadnica kreše od 10 centimetara proizvodi oko tisućiti dio količine svjetlosti potrebne za čitanje, ali istraživači vjeruju da mogu povećati i količinu emitirane svjetlosti i trajanje te svjetlosne energije daljnjim optimiziranjem brzine.
Luciferaza djeluje na molekulu zvanu luciferin i tjera je da svijetli. Molekula zvana koenzim A također je uključena u ovaj proces., što olakšava.
Svaku od ovih komponenti nosi nanočestica, koja osigurava da stignu na pravo mjesto i sprječava njihovo koncentriranje na određenom mjestu, što bi moglo biti toksično za biljku. Istraživači su uspjeli natjerati biljke da svijetle oko tri i pol sata.
I iako je svjetlo koje dobivaju relativno slabo, vjeruju da je moguće povećati intenzitet i trajanje svjetla. Za razliku od prethodnih eksperimenata, koji su uspjeli natjerati određene vrste biljaka da svijetle kroz mnogo složeniji proces, metoda koju su razvili istraživači s MIT-a može se primijeniti na bilo koju vrstu biljke.
Nadam se da s ovim informacijama možete saznati više o tome što su svjetleće biljke i njihove karakteristike.