Bayangkan bahawa daripada menyalakan lampu apabila gelap, anda boleh membaca buku dengan cahaya tumbuhan bercahaya di atas meja anda, atau berjalan-jalan di bawah cahaya pokok yang terang dan bukannya lampu elektrik. The tumbuhan bercahaya Ia sentiasa menjadi objek kajian oleh saintis.
Atas sebab ini, kami akan mendedikasikan artikel ini untuk memberitahu anda apa itu tumbuhan bercahaya dan kajian apa yang terdapat padanya.
Kajian tentang tumbuhan bercahaya
Jurutera dari Institut Teknologi Massachusetts (MIT) di Cambridge (Massachusetts, Amerika Syarikat) telah mengambil langkah asas pertama untuk menghidupkan senario yang hari ini nampaknya telah hilang daripada kisah fiksyen sains.
Satu pasukan yang diketuai oleh Dr. Michael Strano, seorang profesor kejuruteraan kimia yang terkenal di Institut Teknologi Massachusetts, menggabungkan satu siri zarah nano khas (zarah mikroskopik) ke dalam daun tumbuhan selada, mendorong mereka untuk mengeluarkan cahaya malap selama hampir empat jam.
Para penyelidik percaya bahawa apabila mereka berjaya mengoptimumkan nanoteknologi ini, tumbuhan akan menjadi cukup terang untuk menerangi ruang kerja. Satu pasukan di Institut Teknologi Massachusetts telah memupuk tumbuhan yang boleh bercahaya selama hampir 4 jam dan menerangi halaman buku pada jarak dekat.
Teknologi ini juga boleh digunakan untuk menyediakan pencahayaan dalaman intensiti rendah atau menukar pokok menjadi lampu jalan automatik.
Kelebihan tumbuhan bercahaya
Apakah kelebihan dan faedah utama menggunakan tumbuhan bercahaya untuk menerangi bahagian dalam dan jalan? Mereka bentuk tumbuhan hidup untuk pelepasan cahaya yang boleh dilihat dan pencahayaan yang mampan adalah menarik kerana tumbuhan mempunyai mekanisme penjanaan dan penyimpanan tenaga yang bebas.
Tumbuhan berganda karbon negatif, yang bermaksud bahawa mereka menggunakan CO2 dengan menghasilkan bahan api dan mereka sendiri merupakan produk penyerapan karbon (penukaran CO2 kepada sebatian organik) di atmosfera. Apabila teknik itu dioptimumkan, para penyelidik berkata, mereka akan dapat menerangi seluruh ruang kerja atau digunakan untuk pencahayaan awam.
Tumbuh-tumbuhan adalah pencahayaan biomimetik lestari yang muktamad yang tidak bergantung pada mana-mana infrastruktur manusia dan menyesuaikan diri dengan baik dengan persekitaran luar. Mereka membaiki diri mereka sendiri, mereka sudah wujud di mana kita mahu mereka berfungsi sebagai lampu elektrik, mereka bertahan dan berterusan dalam peristiwa cuaca yang berbeza, mereka mempunyai sumber air mereka sendiri, dan mereka juga melakukan semua perkara di atas secara autonomi.
Tumbuhan luar biasa
Apa yang dipanggil "tumbuhan nanobionik" adalah bidang penyelidikan baharu yang dipromosikan oleh makmal Strano, di mana ia menggabungkan jenis nanopartikel dan loji jurutera untuk mengambil alih banyak fungsi yang kini dilakukan oleh peranti elektronik.
Menurut MIT, pasukan Strano telah menggunakan teknologi itu untuk merekayasa loji yang boleh mengesan bahan letupan dan menghantar maklumat itu ke telefon pintar, serta sayur-sayuran dengan penderia elektronik di daunnya yang bertindak balas apabila ia memberi amaran apabila paras air rendah.
Para saintis agensi juga membangunkan tumbuhan nanobionik yang mampu menangkap lebih daripada 30 peratus tenaga cahaya, memasukkan tiub nano karbon ke dalam sel yang menghasilkan fotosintesis, dan memungkinkan untuk mengesan bahan pencemar, seperti gas nitrik oksida.
Pasukan Profesor Strano sebelum ini telah membangunkan tumbuhan nanobionik dengan fotosintesis yang dipertingkatkan dan keupayaan untuk mengesan gas tercemar, bahan letupan dan keadaan kemarau.
«Pencahayaan, yang menyumbang kira-kira 20 peratus daripada penggunaan tenaga global, adalah salah satu sasaran logik untuk teknologi tumbuhan yang sangat khusus ini," kata Strano, sambil menyatakan bahawa "Tumbuhan boleh membaiki diri mereka sendiri, mempunyai tenaga mereka sendiri, dan telah menyesuaikan diri dengan persekitaran luar.
Untuk mencipta tumbuhan bercahaya mereka, pasukan MIT beralih kepada luciferase, enzim yang membuat kelip-kelip bersinar. Luciferase bertindak pada molekul yang dipanggil luciferin, menyebabkan ia mengeluarkan cahaya, manakala molekul lain yang dipanggil koenzim A membantu proses dengan mengeluarkan hasil sampingan tindak balas biokimia yang menghalang aktiviti enzim luciferin.
Nanozarah dan sayur-sayuran di bawah tekanan tinggi
Pasukan MIT membungkus setiap tiga komponen ini ke dalam pelbagai jenis nanopartikel pembawa yang diperbuat daripada bahan yang diklasifikasikan sebagai "secara amnya diiktiraf sebagai selamat" oleh Pentadbiran Makanan dan Dadah AS (FDA). Loji logo MIT yang bercahaya dicetak pada bilah roket, yang diselitkan dengan campuran nanozarah.
Menurut pasukan Strano, zarah nano ini membantu setiap komponen mencapai bahagian loji yang betul dan ia menghalang komponen tersebut daripada mencapai kepekatan yang boleh menjadi toksik kepada tumbuhan itu sendiri.
Menurut pengarang kajian yang dibiayai oleh Jabatan Tenaga AS, para penyelidik menggunakan nanozarah silika untuk mengangkut luciferase dan zarah yang lebih besar sedikit daripada polimer PLGA dan kitosan untuk mengangkut luciferin dan koenzim A, masing-masing.
Untuk memasukkan nanopartikel pembawa ke dalam daun tumbuhan, para penyelidik mula-mula menggantung nanopartikel dalam larutan cecair, kemudian menenggelamkan tumbuhan dalam cecair, dan akhirnya menggunakan tekanan tinggi kepada tumbuhan untuk memaksa zarah ke dalam daun melalui liang kecil yang dipanggil stomata, menurut MIT.
Pada permulaan projek, para penyelidik menghasilkan tumbuhan yang Mereka bersinar selama kira-kira 45 minit dan sejak itu telah menyempurnakan proses untuk menjadikannya bersinar selama 3,5 jam.
Pada masa ini, anak benih selada 10 sentimeter menghasilkan kira-kira seperseribu jumlah cahaya yang diperlukan untuk membaca, tetapi para penyelidik percaya mereka boleh meningkatkan kedua-dua jumlah cahaya yang dipancarkan dan tempoh tenaga cahaya ini dengan mengoptimumkan lagi kadarnya.
Luciferase bertindak pada molekul yang dipanggil luciferin dan memaksanya untuk bersinar. Molekul yang dipanggil koenzim A juga terlibat dalam proses ini., yang memudahkannya.
Setiap komponen ini dibawa oleh zarah nano, yang memastikan ia sampai ke tempat yang betul dan menghalangnya daripada menumpukan di tempat tertentu, yang boleh menjadi toksik kepada tumbuhan. Para penyelidik berjaya membuat tumbuhan bersinar selama kira-kira tiga setengah jam.
Dan walaupun cahaya yang mereka perolehi agak malap, mereka percaya adalah mungkin untuk meningkatkan keamatan dan tempoh cahaya. Tidak seperti eksperimen sebelumnya, yang berjaya membuat jenis tumbuhan tertentu bersinar melalui proses yang lebih kompleks, kaedah yang dibangunkan oleh penyelidik MIT boleh digunakan untuk mana-mana jenis tumbuhan.
Saya berharap dengan maklumat ini anda boleh mengetahui lebih lanjut tentang apakah tumbuhan bercahaya dan ciri-cirinya.