Föreställ dig att du istället för att tända lamporna när det blir mörkt kan läsa en bok i ljuset av en lysande växt på ditt skrivbord, eller ta en promenad under ljuset från ett starkt träd istället för elektriska lampor. De lysande växter Det har alltid varit föremål för studier av forskare.
Av denna anledning kommer vi att ägna den här artikeln till att berätta vad lysande växter är och vilka studier det finns på det.
Studier av lysande växter
Ingenjörer från Massachusetts Institute of Technology (MIT) i Cambridge (Massachusetts, USA) har tagit de första grundläggande stegen för att levandegöra det scenario som idag tycks ha försvunnit från science fiction-berättelser.
Ett team ledd av Dr. Michael Strano, en framstående professor i kemiteknik vid Massachusetts Institute of Technology, inkorporerade en serie speciella nanopartiklar (mikroskopiska partiklar) i bladen på krasseväxter, få dem att avge ett svagt ljus i nästan fyra timmar.
Forskarna tror att när de lyckas optimera denna nanoteknik kommer växterna att bli tillräckligt ljusa för att lysa upp arbetsutrymmen. Ett team vid Massachusetts Institute of Technology har odlat växter som kan lysa i nästan 4 timmar och lysa upp boksidor på nära håll.
Denna teknik kan också användas för att tillhandahålla lågintensiv inomhusbelysning eller för att förvandla träd till automatiska gatubelysningar.
Fördelar med lysande växter
Vilka är de främsta fördelarna med att använda lysande växter för att belysa interiörer och gator? Att designa levande växter för emission av synligt ljus och hållbar belysning är övertygande eftersom växter har oberoende energigenererings- och lagringsmekanismer.
Växter är dubbelt kolnegativa, vilket innebär att de förbrukar CO2 genom att producera bränsle och själva är en produkt av kolbindning (omvandling av CO2 till organiska föreningar) i atmosfären. När tekniken är optimerad, säger forskarna, kommer de att kunna belysa hela arbetsytor eller användas för offentlig belysning.
Växter är det ultimata inom hållbar biomimetisk belysning som inte är beroende av någon mänsklig infrastruktur och anpassar sig väl till utomhusmiljöer. De reparerar sig själva, de finns redan där vi vill att de ska fungera som elektriska lampor, de överlever och kvarstår i olika väderhändelser, de har sin egen vattenkälla och de gör också allt ovanstående självständigt.
Vegetation utöver det vanliga
De så kallade "nanobioniska växterna" är ett nytt forskningsområde som främjas av Stranos laboratorium, där de innehåller olika typer av nanopartiklar och ingenjörsanläggningar för att ta över många av de funktioner som nu utförs av elektroniska enheter.
Enligt MIT har Stranos team redan tillämpat tekniken på att konstruera anläggningar som kan upptäcka sprängämnen och överföra den informationen till en smartphone, samt grönsaker med elektroniska sensorer i sina löv som svarar när de varnar när vattennivån är låg.
Byråns forskare utvecklade också en nanobionisk växt som kan fånga upp mer än 30 procent av ljusenergin, infogade kolnanorör i celler som producerar fotosyntes och gjorde det möjligt att upptäcka föroreningar som kväveoxidgas.
Professor Stranos team har tidigare utvecklat nanobioniska växter med förbättrad fotosyntes och förmåga att upptäcka förorenade gaser, explosiva ämnen och torka.
«Belysning, som står för cirka 20 procent av den globala energiförbrukningen, är ett av de logiska målen för dessa mycket specifika växtteknologier," sa Strano och noterade att "Växter kan reparera sig själva, har sin egen energi och har anpassat sig till den yttre miljön.
För att skapa sina glödande växter vände sig MIT-teamet till luciferas, enzymet som får eldflugor att lysa. Luciferas verkar på en molekyl som kallas luciferin, vilket gör att den avger ljus, medan en annan molekyl som kallas koenzym A hjälper processen genom att ta bort en biprodukt av den biokemiska reaktionen som hämmar aktiviteten av luciferin-enzymet.
Nanopartiklar och grönsaker under högt tryck
MIT-teamet packade var och en av dessa tre komponenter i olika typer av bärarnanopartiklar gjorda av material som klassificerats som "allmänt erkänt som säkra" av US Food and Drug Administration (FDA). En glödande MIT-logotyp är präglad på raketblad, som är infunderade med en blandning av nanopartiklar.
Enligt Stranos team hjälper dessa nanopartiklar varje komponent att nå rätt del av växten och de hindrar dessa komponenter från att nå koncentrationer som kan vara giftiga för själva växten.
Enligt författarna till studien finansierad av det amerikanska energidepartementet använde forskarna kiseldioxidnanopartiklar för att transportera luciferas och lite större partiklar av polymererna PLGA och kitosan för att transportera luciferin respektive koenzym A.
För att införliva bärarnanopartiklar i växtblad suspenderade forskarna först nanopartiklarna i en flytande lösning, sänkte sedan ner växterna i vätskan och lade till sist högt tryck på växterna för att tvinga in partiklarna i bladen genom små porer som kallas stomata, enligt MIT.
I början av projektet producerade forskarna växter som De glödde i cirka 45 minuter och har sedan dess fulländat processen för att få dem att glöda i 3,5 timmar.
För närvarande producerar en 10-centimeters planta av krasse ungefär en tusendel av den mängd ljus som behövs för att läsa, men forskarna tror att de kan öka både mängden ljus som sänds ut och varaktigheten av denna ljusenergi genom att ytterligare optimera hastigheten.
Luciferas verkar på en molekyl som kallas luciferin och tvingar den att glöda. En molekyl som kallas koenzym A är också involverad i denna process., vilket gör det enkelt.
Var och en av dessa komponenter bärs av en nanopartikel, vilket säkerställer att de kommer till rätt plats och förhindrar dem från att koncentreras på en viss plats, vilket kan vara giftigt för växten. Forskarna lyckades få växterna att lysa i cirka tre och en halv timme.
Och även om ljuset de får är relativt svagt tror de att det är möjligt att öka ljusets intensitet och varaktighet. Till skillnad från tidigare experiment, som lyckats få specifika typer av växter att lysa genom en mycket mer komplex process, kan metoden som utvecklats av MIT-forskarna tillämpas på vilken typ av växt som helst.
Jag hoppas att du med denna information kan lära dig mer om vad de lysande växterna är och deras egenskaper.