暗くなったら明かりをつける代わりに、机の上の夜光植物の明かりで本を読んだり、電灯の代わりに明るい木の明かりの下で散歩したりできると想像してみてください。 の 光る植物 それは常に科学者による研究の対象でした。
このため、この記事では、光る植物とは何か、そしてそれについてどのような研究があるかを説明することに専念します.
光る植物の研究
ケンブリッジ (米国マサチューセッツ州) にあるマサチューセッツ工科大学 (MIT) のエンジニアは、今日の SF 物語から姿を消したと思われるシナリオを実現するための最初の基本的なステップを踏み出しました。
マサチューセッツ工科大学の化学工学の著名な教授であるマイケル ストラノ博士が率いるチームは、一連の特殊なナノ粒子 (微細な粒子) をクレソンの葉に組み込みました。 ほぼXNUMX時間、薄暗い光を発するように誘導します。
研究者たちは、このナノテクノロジーを最適化することができれば、植物は作業スペースを照らすのに十分な明るさになると信じています. マサチューセッツ工科大学のチームは ほぼ 4 時間光り、近距離で本のページを照らすことができる植物。
この技術は、低強度の屋内照明を提供したり、樹木を自動街灯に変えたりするためにも使用できます。
光る植物のメリット
インテリアや街路を照らすために発光植物を使用する主な利点と利点は何ですか? 植物は独立したエネルギーの生成と貯蔵のメカニズムを持っているため、可視光の放出と持続可能な照明のために生きている植物を設計することは魅力的です。
植物は二重にカーボンネガティブであり、 これは、燃料を生産することで CO2 を消費し、それ自体が炭素隔離の産物であることを意味します。 (CO2 の有機化合物への変換) 大気中。 この技術が最適化されると、ワークスペース全体を照らしたり、公共の照明に使用したりできるようになる、と研究者は述べています。
植物は、人間のインフラに依存せず、屋外環境にうまく適応する、究極の持続可能な生体模倣照明です。 彼らは自分自身を修復し、電灯として機能させたい場所にすでに存在し、さまざまな気象現象に生き残り、持続し、独自の水源を持ち、上記のすべてを自律的に行います.
異常な植生
いわゆる「ナノバイオニック植物」は、Strano の研究室が推進している新しい研究分野であり、さまざまな要素が組み込まれています。 電子デバイスによって現在実行されている機能の多くを引き継ぐためのナノ粒子とエンジニアプラントの種類。
MITによると、Stranoのチームはすでにこの技術を応用して、爆発物を検出してその情報をスマートフォンに送信できる植物や、水位が低くなると警告すると反応する葉に電子センサーを備えた野菜を設計しています。
機関の科学者はまた、光エネルギーの 30% 以上を捕捉できるナノバイオニック植物を開発し、光合成を行う細胞にカーボン ナノチューブを挿入し、一酸化窒素ガスなどの汚染物質を検出できるようにしました。
Strano 教授のチームは以前、光合成が強化され、汚染されたガス、爆発物、干ばつ状態を検出する能力を備えたナノバイオニック植物を開発しました。
«世界のエネルギー消費量の約 20% を占める照明、これらの非常に特殊な植物技術の論理的な目標の XNUMX つです」と Strano 氏は述べ、「植物は自分自身を修復し、独自のエネルギーを持ち、外部環境に適応することができます。
光る植物を作るために、MIT のチームはホタルを光らせる酵素であるルシフェラーゼに注目しました。 ルシフェラーゼはルシフェリンと呼ばれる分子に作用して発光させますが、コエンザイム A と呼ばれる別の分子は、ルシフェリン酵素の活性を阻害する生化学反応の副産物を除去することによってプロセスを助けます。
高圧下のナノ粒子と野菜
MIT チームは、これら XNUMX つのコンポーネントのそれぞれを、米国食品医薬品局 (FDA) によって「一般に安全と認められている」と分類された材料から作られた異なる種類のキャリア ナノ粒子にパッケージ化しました。 光る MIT ロゴの植物が、ナノ粒子の混合物が注入されたロケット ブレードに刻印されています。
Strano のチームによると、これらのナノ粒子は、各成分が植物の正しい部分に到達するのを助け、 これらの成分が植物自体に有毒な濃度に達するのを防ぎます。
米国エネルギー省が資金を提供した研究の著者によると、研究者はルシフェラーゼを輸送するためにシリカナノ粒子を使用し、ルシフェリンとコエンザイム A をそれぞれ輸送するためにポリマー PLGA とキトサンのわずかに大きな粒子を使用しました。
キャリアナノ粒子を植物の葉に組み込むために、研究者はまずナノ粒子を液体溶液に懸濁し、次に植物を液体に沈め、最後に植物に高圧をかけて、気孔と呼ばれる小さな孔を通して粒子を葉に押し込みました。 MIT。
プロジェクトの開始時に、研究者は次のような植物を生産しました。 それらは約45分間光り、その後3,5時間光るプロセスを完成させました.
現在、クレスの 10 cm の苗木は、読み取りに必要な量の約 XNUMX 分の XNUMX の光を生成しますが、研究者は、速度をさらに最適化することで、放出される光の量とこの光エネルギーの持続時間の両方を増やすことができると考えています。
ルシフェラーゼは、ルシフェリンと呼ばれる分子に作用し、発光させます。 コエンザイム A と呼ばれる分子もこのプロセスに関与しています。、簡単になります。
これらの各成分はナノ粒子によって運ばれ、適切な場所に確実に到達し、特定の場所に集中するのを防ぎ、植物にとって有毒になる可能性があります. 研究者たちは、植物を約XNUMX時間半光らせることに成功しました。
彼らが得る光は比較的暗いですが、彼らは光の強度と持続時間を増やすことが可能であると信じています. はるかに複雑なプロセスを経て特定の種類の植物を発光させることに成功した以前の実験とは異なり、MIT の研究者によって開発された方法は、あらゆる種類の植物に適用できます。
この情報で、光る植物とは何か、そしてその特徴について、より多くのことを知ることができれば幸いです。