Imaginați-vă că, în loc să aprindeți luminile când se întunecă, puteți citi o carte la lumina unei plante luminoase de pe birou sau puteți face o plimbare sub lumina unui copac strălucitor în loc de lumini electrice. The plante luminoase A fost întotdeauna obiectul de studiu al oamenilor de știință.
Din acest motiv, vom dedica acest articol pentru a vă spune ce sunt plantele luminoase și ce studii există despre ele.
Studii asupra plantelor luminoase
Inginerii de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) din Cambridge (Massachusetts, SUA) au făcut primii pași fundamentali pentru a aduce la viață scenariul care astăzi pare să fi dispărut din poveștile științifico-fantastice.
O echipă condusă de Dr. Michael Strano, un distins profesor de inginerie chimică la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, a încorporat o serie de nanoparticule speciale (particule microscopice) în frunzele plantelor de creson, inducându-i să emită o lumină slabă timp de aproape patru ore.
Cercetătorii cred că atunci când reușesc să optimizeze această nanotehnologie, plantele vor deveni suficient de luminoase pentru a ilumina spațiile de lucru. O echipă de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts a cultivat plante care pot străluci timp de aproape 4 ore și luminează paginile cărților de aproape.
Această tehnologie ar putea fi folosită și pentru a oferi iluminat interior de intensitate scăzută sau pentru a transforma copacii în lumini stradale automate.
Avantajele plantelor luminoase
Care sunt principalele avantaje și beneficii ale folosirii plantelor luminoase pentru iluminarea interioarelor și străzilor? Proiectarea plantelor vii pentru emisia de lumină vizibilă și iluminatul durabil este convingătoare, deoarece plantele au mecanisme independente de generare și stocare a energiei.
Plantele sunt dublu carbon negative, ceea ce înseamnă că ei consumă CO2 producând combustibil și sunt ei înșiși un produs al capturării carbonului (conversia CO2 în compuși organici) în atmosferă. Când tehnica este optimizată, spun cercetătorii, vor putea ilumina spații întregi de lucru sau vor putea fi folosite pentru iluminatul public.
Plantele sunt cel mai bun nivel de iluminare biomimetică durabilă, care nu depinde de nicio infrastructură umană și se adaptează bine la mediile exterioare. Se repară singuri, există deja acolo unde vrem să funcționeze ca lumini electrice, supraviețuiesc și persistă în diferite fenomene meteorologice, au propria lor sursă de apă și, de asemenea, fac toate cele de mai sus în mod autonom.
Vegetație ieșită din comun
Așa-numitele „plante nanobionice” sunt un nou domeniu de cercetare promovat de laboratorul lui Strano, în care încorporează diferite tipuri de nanoparticule și plante inginerești pentru a prelua multe dintre funcțiile îndeplinite acum de dispozitivele electronice.
Potrivit MIT, echipa lui Strano a aplicat deja tehnologia pentru a proiecta plantele care pot detecta explozivi și pot transmite acele informații către un smartphone, precum și legumele cu senzori electronici în frunze care răspund atunci când avertizează când nivelul apei este scăzut.
Oamenii de știință ale agenției au dezvoltat, de asemenea, o plantă nanobionică capabilă să capteze mai mult de 30 la sută din energia luminii, au introdus nanotuburi de carbon în celulele care produc fotosinteza și au făcut posibilă detectarea poluanților precum gazul de oxid nitric.
Echipa profesorului Strano a dezvoltat anterior plante nanobionice cu fotosinteză îmbunătățită și capacitatea de a detecta gaze contaminate, explozivi și condiții de secetă.
«Iluminatul, care reprezintă aproximativ 20% din consumul global de energie, este una dintre țintele logice pentru aceste tehnologii foarte specifice ale plantelor”, a spus Strano, menționând că „Plantele se pot repara singure, au propria lor energie și s-au adaptat la mediul exterior.
Pentru a-și crea plantele strălucitoare, echipa MIT a apelat la luciferază, enzima care face ca licuricii să strălucească. Luciferaza acționează asupra unei molecule numite luciferină, determinând-o să emită lumină, în timp ce o altă moleculă numită coenzima A ajută procesul prin eliminarea unui produs secundar al reacției biochimice care inhibă activitatea enzimei luciferină.
Nanoparticule și legume sub presiune ridicată
Echipa MIT a împachetat fiecare dintre aceste trei componente în diferite tipuri de nanoparticule purtătoare fabricate din materiale clasificate drept „recunoscute în general ca sigure” de Administrația SUA pentru Alimente și Medicamente (FDA). O plantă strălucitoare cu logo MIT este imprimată pe lamele rachetei, care sunt infuzate cu un amestec de nanoparticule.
Potrivit echipei lui Strano, aceste nanoparticule ajută fiecare componentă să ajungă în partea corectă a plantei și ele împiedică acele componente să atingă concentrații care ar putea fi toxice pentru planta însăși.
Potrivit autorilor studiului finanțat de Departamentul de Energie al SUA, cercetătorii au folosit nanoparticule de silice pentru a transporta luciferaza și particule puțin mai mari ale polimerilor PLGA și chitosan pentru a transporta luciferină și, respectiv, coenzima A.
Pentru a încorpora nanoparticulele purtătoare în frunzele plantelor, cercetătorii au suspendat mai întâi nanoparticulele într-o soluție lichidă, apoi au scufundat plantele în lichid și, în cele din urmă, au aplicat o presiune mare asupra plantelor pentru a forța particulele să intre în frunze prin pori minusculi numiți stomată, potrivit datelor. MIT.
La începutul proiectului, cercetătorii au produs plante care Au strălucit aproximativ 45 de minute și de atunci au perfecționat procesul pentru a le face să strălucească timp de 3,5 ore.
În prezent, un răsad de creson de 10 centimetri produce aproximativ o miime din cantitatea de lumină necesară citirii, dar cercetătorii cred că pot crește atât cantitatea de lumină emisă, cât și durata acestei energii luminoase prin optimizarea în continuare a ratei.
Luciferaza acționează asupra unei molecule numite luciferină și o forțează să strălucească. În acest proces este implicată și o moleculă numită coenzima A., ceea ce ușurează.
Fiecare dintre aceste componente este transportată de o nanoparticulă, ceea ce asigură că ajung la locul potrivit și le împiedică să se concentreze într-un anumit loc, care ar putea fi toxic pentru plantă. Cercetătorii au reușit să facă plantele să strălucească timp de aproximativ trei ore și jumătate.
Și deși lumina pe care o primesc este relativ slabă, ei cred că este posibil să crească intensitatea și durata luminii. Spre deosebire de experimentele anterioare, care au reușit să facă să strălucească anumite tipuri de plante printr-un proces mult mai complex, metoda dezvoltată de cercetătorii MIT poate fi aplicată oricărui tip de plantă.
Sper ca cu aceste informatii puteti afla mai multe despre care sunt plantele luminoase si caracteristicile lor.