빛나는 식물은 무엇입니까?

식물에 의해 조명

어두워지면 불을 켜는 대신 책상 위 야광 식물의 불빛 아래에서 책을 읽거나 전등 대신 밝은 나무의 불빛 아래에서 산책을 한다고 상상해보세요. 그만큼 빛나는 식물 그것은 항상 과학자들의 연구 대상이었습니다.

이러한 이유로, 우리는 발광 식물이 무엇인지, 그리고 그것에 대해 어떤 연구들이 있는지에 대해 알리는 데 이 기사를 할애할 것입니다.

야광 식물에 관한 연구

빛나는 식물

케임브리지(미국 매사추세츠)에 있는 매사추세츠 공과대학(MIT)의 엔지니어들은 오늘날 공상 과학 이야기에서 사라진 것처럼 보이는 시나리오를 실현하기 위한 첫 번째 기본 조치를 취했습니다.

매사추세츠 공과대학의 저명한 화학 공학 교수인 Michael Strano 박사가 이끄는 팀은 유채과 식물의 잎에 일련의 특수 나노 입자(미립자)를 통합했습니다. 거의 XNUMX시간 동안 희미한 빛을 발산하도록 유도합니다.

연구원들은 이 나노기술을 최적화할 때 식물이 작업 공간을 밝힐 수 있을 만큼 충분히 밝아질 것이라고 믿습니다. 매사추세츠 공과대학 연구팀이 거의 4시간 동안 빛을 발하고 근거리에서 책 페이지를 밝힐 수 있는 식물.

이 기술은 저조도 실내 조명을 제공하거나 나무를 자동 가로등으로 바꾸는 데에도 사용할 수 있습니다.

야광 식물의 장점

빛나는 식물은 무엇입니까

인테리어와 거리를 밝히기 위해 야광 식물을 사용하는 것의 주요 장점과 이점은 무엇입니까? 가시광선 방출과 지속 가능한 조명을 위한 살아있는 식물을 설계하는 것은 식물이 독립적인 에너지 생성 및 저장 메커니즘을 가지고 있기 때문에 매력적입니다.

식물은 이중 탄소 음성, 이는 연료를 생산하여 CO2를 소비하고 그 자체가 탄소 격리의 산물임을 의미합니다. (CO2를 유기 화합물로 전환) 대기에서. 이 기술이 최적화되면 전체 작업 공간을 비추거나 공공 조명에 사용할 수 있을 것이라고 연구원들은 말합니다.

식물은 인간의 인프라에 의존하지 않고 야외 환경에 잘 적응하는 지속 가능한 생체 모방 조명의 궁극입니다. 그들은 스스로 수리하고, 우리가 전등으로 기능하기를 원하는 곳에 이미 존재하며, 다양한 기상 조건에서 생존하고 지속하며, 자체 수원을 가지고 있으며, 또한 위의 모든 작업을 자율적으로 수행합니다.

평범하지 않은 식물

스스로 빛을 내는 식물

소위 "나노 바이오닉 식물"은 Strano의 연구실에서 추진하는 새로운 연구 분야로, 현재 전자 장치가 수행하는 많은 기능을 대신할 수 있는 나노 입자 유형 및 엔지니어 공장.

MIT에 따르면 Strano의 팀은 이미 이 기술을 폭발물을 감지하고 그 정보를 스마트폰으로 전송할 수 있는 식물과 잎에 전자 센서가 있어 수위가 낮을 때 반응하는 채소를 설계하는 데 적용했습니다.

기관 과학자들은 또한 빛 에너지의 30% 이상을 포획할 수 있는 나노 바이오닉 식물을 개발하고, 광합성을 일으키는 세포에 탄소나노튜브를 삽입하고, 산화질소 가스와 같은 오염 물질을 감지할 수 있도록 했습니다.

Strano 교수팀은 이전에 향상된 광합성과 오염된 가스, 폭발물 및 가뭄 조건을 감지할 수 있는 능력을 갖춘 나노바이오닉 식물을 개발했습니다.

«전 세계 에너지 소비량의 약 20%를 차지하는 조명, 매우 특정한 식물 기술의 논리적 목표 중 하나입니다.”라고 Strano는 말했습니다. “식물은 스스로를 복구하고 자체 에너지를 가지며 외부 환경에 적응할 수 있습니다.

빛나는 식물을 만들기 위해 MIT 팀은 반딧불이를 빛나게 하는 효소인 루시페라제를 사용했습니다. 루시페라아제는 루시페린이라는 분자에 작용하여 빛을 방출하도록 하는 반면, 코엔자임 A라는 또 다른 분자는 루시페린 효소의 활성을 억제하는 생화학 반응의 부산물을 제거하여 과정을 돕습니다.

고압에서 나노 입자 및 야채

MIT 팀은 미국 식품의약국(FDA)에서 "일반적으로 안전하다고 인정되는" 물질로 분류된 물질로 만든 다양한 유형의 담체 나노입자에 이 세 가지 구성 요소 각각을 패키징했습니다. 빛나는 MIT 로고 식물은 나노 입자 혼합이 주입된 로켓 블레이드에 각인되어 있습니다.

Strano 팀에 따르면 이러한 나노 입자는 각 구성 요소가 식물의 올바른 부분에 도달하고 그들은 그러한 구성 요소가 식물 자체에 유독할 수 있는 농도에 도달하는 것을 방지합니다.

미국 에너지부가 자금을 지원한 연구의 저자에 따르면, 연구원들은 루시페라제를 수송하기 위해 실리카 나노입자를 사용했고, 루시페린과 코엔자임 A를 각각 수송하기 위해 폴리머 PLGA와 키토산의 약간 더 큰 입자를 사용했습니다.

담체 나노입자를 식물 잎에 삽입하기 위해 연구원들은 먼저 나노입자를 액체 용액에 현탁한 다음 식물을 액체에 담근 다음 마지막으로 식물에 고압을 가하여 기공이라고 하는 작은 구멍을 통해 입자를 잎으로 밀어 넣었습니다. MIT.

프로젝트 초기에 연구원들은 다음과 같은 식물을 생산했습니다. 그들은 약 45분 동안 빛났고 이후 3,5시간 동안 빛을 발하는 과정을 완성했습니다.

현재 10센티미터의 유채과 식물 묘목은 읽기에 필요한 빛의 양의 약 XNUMX분의 XNUMX을 생산하지만 연구원들은 속도를 더욱 최적화하여 방출되는 빛의 양과 이 빛 에너지의 지속 시간을 모두 늘릴 수 있다고 믿고 있습니다.

루시퍼라아제는 루시페린이라는 분자에 작용하여 빛을 발하도록 합니다. 코엔자임 A라는 분자도 이 과정에 관여합니다., 쉽게 만듭니다.

이러한 각 구성 요소는 나노 입자에 의해 운반되어 올바른 위치에 도달하고 식물에 독성이 될 수 있는 특정 위치에 집중되는 것을 방지합니다. 연구원들은 약 XNUMX시간 XNUMX분 동안 식물을 빛나게 만들었습니다.

그리고 그들이 받는 빛은 상대적으로 희미하지만 빛의 강도와 지속 시간을 증가시키는 것이 가능하다고 그들은 믿습니다. 훨씬 더 복잡한 과정을 통해 특정 유형의 식물을 빛나게 할 수 있었던 이전 실험과 달리 MIT 연구진이 개발한 방법은 모든 유형의 식물에 적용할 수 있다.

이 정보를 통해 빛나는 식물과 그 특성에 대해 더 많이 알 수 있기를 바랍니다.


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