წარმოიდგინეთ, რომ იმის ნაცვლად, რომ სიბნელეში ჩართოთ შუქი, შეგიძლიათ წაიკითხოთ წიგნი თქვენს მაგიდაზე მბზინავი მცენარის შუქზე, ან გაისეირნოთ კაშკაშა ხის შუქზე, ელექტრო განათების ნაცვლად. The მანათობელი მცენარეები ის ყოველთვის იყო მეცნიერთა შესწავლის ობიექტი.
ამ მიზეზით, ჩვენ მივუძღვნით ამ სტატიას, რომ გითხრათ, რა არის მანათობელი მცენარეები და რა კვლევები არსებობს მასზე.
ინდექსი
კვლევები მანათობელ მცენარეებზე
მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის (MIT) ინჟინრებმა კემბრიჯში (მასაჩუსეტსი, აშშ) გადადგნენ პირველი ფუნდამენტური ნაბიჯები იმ სცენარის გასაცოცხლებლად, რომელიც დღეს თითქოს გაქრა სამეცნიერო ფანტასტიკის ზღაპრებიდან.
მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის ქიმიური ინჟინერიის გამოჩენილი პროფესორის, დოქტორი მაიკლ სტრანოს ხელმძღვანელობით, სპეციალური ნანონაწილაკების სერია (მიკროსკოპული ნაწილაკები) შეიტანეს კრემნის მცენარეების ფოთლებში. უბიძგებს მათ გამოასხივონ მკრთალი შუქი თითქმის ოთხი საათის განმავლობაში.
მკვლევარები თვლიან, რომ როდესაც ისინი მოახერხებენ ამ ნანოტექნოლოგიის ოპტიმიზაციას, მცენარეები საკმარისად კაშკაშა გახდებიან სამუშაო ადგილების გასანათებლად. მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის გუნდმა კულტივირება მოახდინა მცენარეები, რომლებსაც შეუძლიათ თითქმის 4 საათის განმავლობაში ანათებენ და წიგნის გვერდებს ახლო მანძილზე ანათებენ.
ეს ტექნოლოგია ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას დაბალი ინტენსივობის შიდა განათების უზრუნველსაყოფად ან ხეების ავტომატურ განათებად გადაქცევისთვის.
მანათობელი მცენარეების უპირატესობები
რა არის მთავარი უპირატესობები და უპირატესობები მანათობელი მცენარეების გამოყენებისას ინტერიერისა და ქუჩების გასანათებლად? ცოცხალი მცენარეების დაპროექტება ხილული სინათლის გამოსხივებისთვის და მდგრადი განათებისთვის დამაჯერებელია, რადგან მცენარეებს აქვთ ენერგიის გამომუშავებისა და შენახვის დამოუკიდებელი მექანიზმები.
მცენარეები ორმაგად ნახშირბადის უარყოფითია, რაც ნიშნავს, რომ ისინი მოიხმარენ CO2-ს საწვავის წარმოებით და თავად არიან ნახშირბადის სეკვესტრის პროდუქტი (CO2-ის ორგანულ ნაერთებად გარდაქმნა) ატმოსფეროში. როდესაც ტექნიკის ოპტიმიზაცია მოხდება, მკვლევარების თქმით, ისინი შეძლებენ გაანათონ მთელი სამუშაო სივრცე ან გამოიყენონ საზოგადოებრივი განათებისთვის.
მცენარეები არის საბოლოო მდგრადი ბიომიმეტური განათება, რომელიც არ არის დამოკიდებული ადამიანის ინფრასტრუქტურაზე და კარგად ეგუება გარე გარემოს. ისინი თავად არემონტებენ, უკვე არსებობენ იქ, სადაც ჩვენ გვინდა, რომ ფუნქციონირონ როგორც ელექტრო განათება, ისინი გადარჩებიან და აგრძელებენ სხვადასხვა ამინდის მოვლენებს, აქვთ წყლის საკუთარი წყარო და ასევე ყველაფერს აკეთებენ დამოუკიდებლად.
მცენარეულობა ჩვეულებრივია
ეგრეთ წოდებული "ნანობიონური მცენარეები" არის კვლევის ახალი სფერო, რომელიც ხელს უწყობს Strano-ს ლაბორატორიას, რომელშიც ისინი აერთიანებენ სხვადასხვა ნანონაწილაკების ტიპები და საინჟინრო ქარხნები აიღებენ ბევრ ფუნქციას, რომელსაც ახლა ასრულებს ელექტრონული მოწყობილობები.
MIT-ის თანახმად, Strano-ს გუნდმა უკვე გამოიყენა ტექნოლოგია ინჟინერიულ ქარხნებში, რომლებსაც შეუძლიათ ასაფეთქებელი ნივთიერებების აღმოჩენა და ინფორმაციის სმარტფონზე გადაცემა, ასევე ბოსტნეული ელექტრონული სენსორებით ფოთლებში, რომლებიც რეაგირებენ, როდესაც ის აფრთხილებს, როდესაც წყლის დონე დაბალია.
სააგენტოს მეცნიერებმა ასევე შეიმუშავეს ნანობიონური ქარხანა, რომელსაც შეუძლია დაიჭიროს სინათლის ენერგიის 30 პროცენტზე მეტი, ჩასვეს ნახშირბადის ნანომილები უჯრედებში, რომლებიც აწარმოებენ ფოტოსინთეზს და შესაძლებელი გახადეს დამაბინძურებლების აღმოჩენა, როგორიცაა აზოტის ოქსიდი.
პროფესორ სტრანოს გუნდმა ადრე შეიმუშავა ნანობიონური მცენარეები გაძლიერებული ფოტოსინთეზით და დაბინძურებული გაზების, ასაფეთქებელი ნივთიერებებისა და გვალვის პირობების აღმოჩენის უნარით.
«განათება, რომელიც გლობალური ენერგიის მოხმარების დაახლოებით 20 პროცენტს შეადგენს, არის ერთ-ერთი ლოგიკური სამიზნე ამ ძალიან სპეციფიკური მცენარეული ტექნოლოგიებისთვის“, - თქვა სტრანომ და აღნიშნა, რომ „მცენარეებს შეუძლიათ საკუთარი თავის შეკეთება, ჰქონდეთ საკუთარი ენერგია და ადაპტირდნენ გარე გარემოსთან.
თავისი მბზინავი მცენარეების შესაქმნელად, MIT-ის გუნდმა მიმართა ლუციფერაზას, ფერმენტს, რომელიც ციცინათელებს ანათებს. ლუციფერაზა მოქმედებს მოლეკულაზე, რომელსაც ეწოდება ლუციფერინი, რის შედეგადაც იგი ასხივებს შუქს, ხოლო სხვა მოლეკულა, სახელწოდებით კოენზიმი A, ეხმარება პროცესს ბიოქიმიური რეაქციის ქვეპროდუქტის ამოღებით, რომელიც აფერხებს ლუციფერინის ფერმენტის აქტივობას.
ნანონაწილაკები და ბოსტნეული მაღალი წნევის ქვეშ
MIT-ის გუნდმა ამ სამი კომპონენტიდან თითოეული შეფუთვა სხვადასხვა ტიპის გადამზიდავ ნანონაწილაკებში, რომლებიც დამზადებულია აშშ-ს სურსათისა და წამლების ადმინისტრაციის (FDA) მიერ კლასიფიცირებული, როგორც "საერთოდ აღიარებული უსაფრთხოდ" კლასიფიცირებული მასალებისგან. მბზინავი MIT-ის ლოგო ქარხანა აღბეჭდილია რაკეტის პირებზე, რომლებიც გაჟღენთილია ნანონაწილაკების ნაზავით.
სტრანოს გუნდის თქმით, ეს ნანონაწილაკები ეხმარება თითოეულ კომპონენტს მცენარის სწორ ნაწილამდე მიაღწიოს და ისინი ხელს უშლიან იმ კომპონენტებს მიაღწიონ კონცენტრაციას, რომელიც შეიძლება იყოს ტოქსიკური მცენარისთვის.
აშშ-ს ენერგეტიკის დეპარტამენტის მიერ დაფინანსებული კვლევის ავტორების თქმით, მკვლევარებმა გამოიყენეს სილიციუმის ნანონაწილაკები ლუციფერაზას გადასატანად და პოლიმერების PLGA და ქიტოზანის ოდნავ უფრო დიდი ნაწილაკები, შესაბამისად, ლუციფერინისა და კოენზიმის A ტრანსპორტირებისთვის.
მცენარის ფოთლებში გადამზიდავი ნანონაწილაკების ჩასართავად მკვლევარებმა ჯერ ნანონაწილაკები შეაჩერეს თხევად ხსნარში, შემდეგ ჩაყარეს მცენარეები სითხეში და ბოლოს მოახდინეს მცენარეებზე მაღალი წნევა, რათა ნაწილაკები ფოთლებში აიძულონ პაწაწინა ფორების მეშვეობით, რომელსაც ეწოდება სტომატი. MIT.
პროექტის დასაწყისში მკვლევარებმა შექმნეს მცენარეები, რომლებიც ისინი ბრწყინავდნენ დაახლოებით 45 წუთის განმავლობაში და მას შემდეგ დაასრულეს პროცესი, რათა მათ გაანათონ 3,5 საათის განმავლობაში.
ამჟამად, კრესის 10 სანტიმეტრიანი ნერგი გამოიმუშავებს წასაკითხად საჭირო სინათლის დაახლოებით მეათასედს, მაგრამ მკვლევარები თვლიან, რომ მათ შეუძლიათ გაზარდონ როგორც გამოსხივებული სინათლის რაოდენობა, ასევე ამ სინათლის ენერგიის ხანგრძლივობა სიჩქარის შემდგომი ოპტიმიზაციის გზით.
ლუციფერაზა მოქმედებს მოლეკულაზე, რომელსაც ეწოდება ლუციფერინი და აიძულებს მას გაბრწყინდეს. ამ პროცესში ასევე ჩართულია მოლეკულა, სახელად კოენზიმი A., რაც ამარტივებს.
თითოეულ ამ კომპონენტს ატარებს ნანონაწილაკი, რომელიც უზრუნველყოფს მათ სწორ ადგილას მოხვედრას და ხელს უშლის მათ კონცენტრირებას კონკრეტულ ადგილას, რაც შეიძლება იყოს ტოქსიკური მცენარისთვის. მკვლევარებმა შეძლეს მცენარეების სიკაშკაშე დაახლოებით სამნახევარი საათის განმავლობაში.
და მიუხედავად იმისა, რომ მათ მიერ მიღებული შუქი შედარებით სუსტია, მათ მიაჩნიათ, რომ შესაძლებელია გაზარდოს სინათლის ინტენსივობა და ხანგრძლივობა. წინა ექსპერიმენტებისგან განსხვავებით, რომლებმაც მოახერხეს მცენარეების კონკრეტული ტიპების გაბრწყინება ბევრად უფრო რთული პროცესით, MIT-ის მკვლევარების მიერ შემუშავებული მეთოდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნებისმიერი ტიპის მცენარეზე.
იმედი მაქვს, რომ ამ ინფორმაციის საშუალებით შეგიძლიათ გაიგოთ მეტი რა არის მანათობელი მცენარეები და მათი მახასიათებლები.
იყავი პირველი კომენტარი