Predstavte si, že namiesto rozsvietenia svetiel, keď sa zotmie, si môžete čítať knihu pri svetle svietiacej rastliny na stole, alebo sa namiesto elektrických svetiel prejsť pod svetlom rozžiareného stromu. The svietiace rastliny Vždy to bolo predmetom štúdia vedcov.
Z tohto dôvodu venujeme tento článok tomu, aby sme vám povedali, čo sú to svetelné rastliny a aké štúdie o nich existujú.
Štúdie o svietivých rastlinách
Inžinieri z Massachusettského technologického inštitútu (MIT) v Cambridge (štát Massachusetts, USA) podnikli prvé zásadné kroky na oživenie scenára, ktorý sa dnes akoby vytratil zo sci-fi rozprávok.
Tím vedený Dr. Michaelom Stranom, uznávaným profesorom chemického inžinierstva na Massachusettskom technologickom inštitúte, začlenil sériu špeciálnych nanočastíc (mikroskopických častíc) do listov žeruchy. čo ich prinúti vyžarovať slabé svetlo takmer štyri hodiny.
Vedci veria, že keď sa im podarí optimalizovať túto nanotechnológiu, rastliny budú dostatočne jasné na osvetlenie pracovných priestorov. Tím na Massachusetts Institute of Technology sa kultivoval rastliny, ktoré dokážu svietiť takmer 4 hodiny a osvetľujú stránky kníh na blízko.
Táto technológia by sa mohla použiť aj na zabezpečenie nízkej intenzity vnútorného osvetlenia alebo na premenu stromov na automatické pouličné osvetlenie.
Výhody svietiacich rastlín
Aké sú hlavné výhody a benefity použitia svietiacich rastlín na osvetlenie interiérov a ulíc? Navrhovanie živých rastlín na vyžarovanie viditeľného svetla a udržateľné osvetlenie je presvedčivé, pretože rastliny majú nezávislé mechanizmy výroby a skladovania energie.
Rastliny sú dvakrát uhlíkovo negatívne, čo znamená, že spotrebúvajú CO2 výrobou paliva a sami sú produktom sekvestrácie uhlíka (premena CO2 na organické zlúčeniny) v atmosfére. Keď bude technika optimalizovaná, vedci tvrdia, že budú môcť osvetliť celé pracovné priestory alebo ich použiť na verejné osvetlenie.
Rastliny sú tým najlepším v udržateľnom biomimetickom osvetlení, ktoré nezávisí od ľudskej infraštruktúry a dobre sa prispôsobuje vonkajšiemu prostrediu. Opravujú sa samy, už existujú tam, kde chceme, aby fungovali ako elektrické svetlá, prežívajú a pretrvávajú pri rôznych poveternostných udalostiach, majú vlastný zdroj vody a všetko vyššie uvedené robia aj autonómne.
Vegetácia neštandardná
Takzvané „nanobionické rastliny“ sú novou oblasťou výskumu podporovanou Stranovým laboratóriom, do ktorej začleňujú rôzne typy nanočastíc a inžinierske závody na prevzatie mnohých funkcií, ktoré v súčasnosti vykonávajú elektronické zariadenia.
Podľa MIT Stranov tím už aplikoval technológiu na inžinierske závody, ktoré dokážu odhaliť výbušniny a preniesť tieto informácie do smartfónu, ako aj zeleninu s elektronickými senzormi v listoch, ktoré reagujú, keď varujú, keď je hladina vody nízka.
Vedci z agentúry tiež vyvinuli nanobiónovú rastlinu schopnú zachytiť viac ako 30 percent svetelnej energie, vložili uhlíkové nanorúrky do buniek, ktoré produkujú fotosyntézu, a umožnili odhaliť znečisťujúce látky, ako je plynný oxid dusnatý.
Tím profesora Strana už predtým vyvinul nanobionické rastliny so zvýšenou fotosyntézou a schopnosťou odhaliť kontaminované plyny, výbušniny a podmienky sucha.
«Osvetlenie, ktoré predstavuje asi 20 percent celosvetovej spotreby energie, je jedným z logických cieľov pre tieto veľmi špecifické technológie rastlín,“ povedal Strano s tým, že „rastliny sa dokážu samy opraviť, majú vlastnú energiu a prispôsobili sa vonkajšiemu prostrediu.
Aby vytvorili svoje žiariace rastliny, tím MIT sa obrátil na luciferázu, enzým, vďaka ktorému svetlušky žiaria. Luciferáza pôsobí na molekulu nazývanú luciferín, čo spôsobuje, že emituje svetlo, zatiaľ čo iná molekula nazývaná koenzým A napomáha procesu odstránením vedľajšieho produktu biochemickej reakcie, ktorá inhibuje aktivitu enzýmu luciferínu.
Nanočastice a zelenina pod vysokým tlakom
Tím MIT zabalil každú z týchto troch zložiek do rôznych typov nosných nanočastíc vyrobených z materiálov klasifikovaných ako „všeobecne uznávané ako bezpečné“ americkým Úradom pre kontrolu potravín a liečiv (FDA). Žiariace logo MIT je vytlačené na lopatkách rakiet, ktoré sú naplnené zmesou nanočastíc.
Podľa Stranovho tímu tieto nanočastice pomáhajú každej zložke dostať sa do správnej časti rastliny a zabraňujú tým zložkám dosiahnuť koncentrácie, ktoré by mohli byť toxické pre samotnú rastlinu.
Podľa autorov štúdie financovanej Ministerstvom energetiky USA výskumníci použili nanočastice oxidu kremičitého na transport luciferázy a o niečo väčšie častice polymérov PLGA a chitosanu na transport luciferínu a koenzýmu A.
Na začlenenie nosných nanočastíc do listov rastlín výskumníci najprv suspendovali nanočastice v kvapalnom roztoku, potom ponorili rastliny do kvapaliny a nakoniec na rastliny aplikovali vysoký tlak, aby vtlačili častice do listov cez malé póry nazývané stomata. MIT.
Na začiatku projektu výskumníci produkovali rastliny, ktoré Svietili asi 45 minút a odvtedy zdokonalili proces tak, aby svietili 3,5 hodiny.
V súčasnosti 10-centimetrová semiačka žeruchy produkuje asi tisícinu množstva svetla potrebného na čítanie, ale vedci sa domnievajú, že môžu zvýšiť množstvo vyžarovaného svetla aj trvanie tejto svetelnej energie ďalšou optimalizáciou rýchlosti.
Luciferáza pôsobí na molekulu nazývanú luciferín a núti ju žiariť. Na tomto procese sa podieľa aj molekula nazývaná koenzým A., čo uľahčuje.
Každá z týchto zložiek je nesená nanočasticou, ktorá zaisťuje, že sa dostanú na správne miesto a bráni ich koncentrácii na určitom mieste, čo by mohlo byť pre rastlinu toxické. Vedcom sa podarilo prinútiť rastliny žiariť asi tri a pol hodiny.
A hoci svetlo, ktoré dostávajú, je relatívne slabé, veria, že je možné zvýšiť intenzitu a trvanie svetla. Na rozdiel od predchádzajúcich experimentov, ktorým sa podarilo prinútiť špecifické druhy rastlín žiariť oveľa zložitejším procesom, metóda vyvinutá výskumníkmi z MIT sa dá použiť na akýkoľvek typ rastliny.
Dúfam, že s týmito informáciami sa dozviete viac o tom, aké sú svetelné rastliny a ich vlastnosti.