Imagine que em vez de acender as luzes quando escurece, você pode ler um livro à luz de uma planta luminosa em sua mesa, ou passear sob a luz de uma árvore brilhante em vez de luzes elétricas. As plantas luminosas Sempre foi objeto de estudo dos cientistas.
Por isso, vamos dedicar este artigo a contar o que são plantas luminosas e quais estudos existem sobre elas.
Estudos sobre plantas luminosas
Engenheiros do Massachusetts Institute of Technology (MIT) em Cambridge (Massachusetts, EUA) deram os primeiros passos fundamentais para dar vida ao cenário que hoje parece ter desaparecido dos contos de ficção científica.
Uma equipe liderada pelo Dr. Michael Strano, um distinto professor de engenharia química no Instituto de Tecnologia de Massachusetts, incorporou uma série de nanopartículas especiais (partículas microscópicas) nas folhas de plantas de agrião, induzindo-os a emitir uma luz fraca por quase quatro horas.
Os pesquisadores acreditam que, quando conseguirem otimizar essa nanotecnologia, as plantas ficarão brilhantes o suficiente para iluminar os espaços de trabalho. Uma equipe do Instituto de Tecnologia de Massachusetts cultivou plantas que podem brilhar por quase 4 horas e iluminar as páginas do livro de perto.
Essa tecnologia também pode ser usada para fornecer iluminação interna de baixa intensidade ou para transformar árvores em postes de luz automáticos.
Vantagens das plantas luminosas
Quais são as principais vantagens e benefícios do uso de plantas luminosas para iluminar interiores e ruas? Projetar plantas vivas para emissão de luz visível e iluminação sustentável é atraente porque as plantas possuem mecanismos independentes de geração e armazenamento de energia.
As plantas são duplamente negativas em carbono, o que significa que eles consomem CO2 produzindo combustível e são eles próprios um produto do sequestro de carbono (conversão de CO2 em compostos orgânicos) na atmosfera. Quando a técnica for otimizada, dizem os pesquisadores, eles poderão iluminar espaços de trabalho inteiros ou ser usados para iluminação pública.
As plantas são o máximo em iluminação biomimética sustentável que não depende de nenhuma infraestrutura humana e se adapta bem a ambientes externos. Eles se reparam, já existem onde queremos que funcionem como lâmpadas elétricas, sobrevivem e persistem em diferentes eventos climáticos, têm sua própria fonte de água e também fazem tudo isso de forma autônoma.
Vegetação fora do comum
As chamadas "plantas nanobiônicas" são um novo campo de pesquisa promovido pelo laboratório de Strano, no qual incorporam diferentes tipos de nanopartículas e plantas de engenharia para assumir muitas das funções agora desempenhadas por dispositivos eletrônicos.
Segundo o MIT, a equipe de Strano já aplicou a tecnologia para projetar plantas capazes de detectar explosivos e transmitir essa informação para um smartphone, além de vegetais com sensores eletrônicos em suas folhas que respondem quando avisam quando o nível da água está baixo.
Os cientistas da agência também desenvolveram uma planta nanobiônica capaz de capturar mais de 30% da energia luminosa, inseriram nanotubos de carbono em células que produzem fotossíntese e possibilitaram a detecção de poluentes como o gás óxido nítrico.
A equipe do professor Strano já desenvolveu plantas nanobiônicas com fotossíntese aprimorada e capacidade de detectar gases contaminados, explosivos e condições de seca.
«Iluminação, que representa cerca de 20% do consumo global de energia, é um dos alvos lógicos para essas tecnologias de plantas muito específicas”, disse Strano, observando que “as plantas podem se reparar, ter sua própria energia e se adaptar ao ambiente externo.
Para criar suas plantas brilhantes, a equipe do MIT recorreu à luciferase, a enzima que faz os vaga-lumes brilharem. A luciferase atua em uma molécula chamada luciferina, fazendo com que ela emita luz, enquanto outra molécula chamada coenzima A auxilia o processo removendo um subproduto da reação bioquímica que inibe a atividade da enzima luciferina.
Nanopartículas e vegetais sob alta pressão
A equipe do MIT empacotou cada um desses três componentes em diferentes tipos de nanopartículas transportadoras feitas de materiais classificados como "geralmente reconhecidos como seguros" pela Food and Drug Administration (FDA) dos EUA. Uma planta brilhante do logotipo do MIT é impressa nas lâminas do foguete, que são infundidas com uma mistura de nanopartículas.
Segundo a equipe de Strano, essas nanopartículas ajudam cada componente a chegar à parte correta da planta e eles impedem que esses componentes atinjam concentrações que podem ser tóxicas para a própria planta.
De acordo com os autores do estudo financiado pelo Departamento de Energia dos EUA, os pesquisadores usaram nanopartículas de sílica para transportar luciferase e partículas ligeiramente maiores dos polímeros PLGA e quitosana para transportar luciferina e coenzima A, respectivamente.
Para incorporar as nanopartículas transportadoras nas folhas das plantas, os pesquisadores primeiro suspenderam as nanopartículas em uma solução líquida, depois submergiram as plantas no líquido e, finalmente, aplicaram alta pressão às plantas para forçar as partículas nas folhas através de minúsculos poros chamados estômatos, de acordo com MIT.
No início do projeto, os pesquisadores produziram plantas que Eles brilharam por cerca de 45 minutos e, desde então, aperfeiçoaram o processo para fazê-los brilhar por 3,5 horas.
Atualmente, uma muda de agrião de 10 centímetros produz cerca de um milésimo da quantidade de luz necessária para ler, mas os pesquisadores acreditam que podem aumentar tanto a quantidade de luz emitida quanto a duração dessa energia luminosa otimizando ainda mais a taxa.
A luciferase atua em uma molécula chamada luciferina e a força a brilhar. Uma molécula chamada coenzima A também está envolvida neste processo., o que facilita.
Cada um desses componentes é transportado por uma nanopartícula, o que garante que eles cheguem ao lugar certo e evita que se concentrem em um determinado local, o que pode ser tóxico para a planta. Os pesquisadores conseguiram fazer as plantas brilharem por cerca de três horas e meia.
E embora a luz que recebem seja relativamente fraca, eles acreditam que é possível aumentar a intensidade e a duração da luz. Ao contrário dos experimentos anteriores, que conseguiram fazer brilhar tipos específicos de plantas por meio de um processo muito mais complexo, o método desenvolvido pelos pesquisadores do MIT pode ser aplicado a qualquer tipo de planta.
Espero que com essas informações você possa aprender mais sobre o que são as plantas luminosas e suas características.