Isipin na sa halip na buksan ang mga ilaw kapag madilim, maaari kang magbasa ng isang libro sa pamamagitan ng liwanag ng isang makinang na halaman sa iyong mesa, o maglakad sa ilalim ng liwanag ng isang maliwanag na puno sa halip na mga electric light. Ang mga halamang kumikinang Ito ay palaging pinag-aaralan ng mga siyentipiko.
Para sa kadahilanang ito, ilalaan namin ang artikulong ito sa pagsasabi sa iyo kung ano ang mga makinang na halaman at kung ano ang mga pag-aaral doon.
Pag-aaral sa mga halamang kumikinang
Ang mga inhinyero mula sa Massachusetts Institute of Technology (MIT) sa Cambridge (Massachusetts, USA) ay nagsagawa ng mga unang pangunahing hakbang upang bigyang-buhay ang senaryo na ngayon ay tila nawala mula sa mga kuwento ng science fiction.
Ang isang pangkat na pinamumunuan ni Dr. Michael Strano, isang kilalang propesor ng chemical engineering sa Massachusetts Institute of Technology, ay nagsama ng isang serye ng mga espesyal na nanoparticle (microscopic particle) sa mga dahon ng cress plants, hinihimok silang maglabas ng madilim na liwanag sa loob ng halos apat na oras.
Naniniwala ang mga mananaliksik na kapag pinamamahalaan nilang i-optimize ang nanotechnology na ito, ang mga halaman ay magiging sapat na maliwanag upang maipaliwanag ang mga puwang sa trabaho. Ang isang koponan sa Massachusetts Institute of Technology ay nilinang mga halaman na maaaring kumikinang sa loob ng halos 4 na oras at nagbibigay-liwanag sa mga pahina ng libro nang malapitan.
Ang teknolohiyang ito ay maaari ding gamitin upang magbigay ng mababang intensity na panloob na ilaw o upang gawing mga awtomatikong streetlight ang mga puno.
Mga kalamangan ng mga makinang na halaman
Ano ang mga pangunahing bentahe at benepisyo ng paggamit ng mga makinang na halaman upang maipaliwanag ang mga interior at kalye? Ang pagdidisenyo ng mga nabubuhay na halaman para sa nakikitang paglabas ng liwanag at napapanatiling pag-iilaw ay nakakahimok dahil ang mga halaman ay may independiyenteng pagbuo ng enerhiya at mga mekanismo ng imbakan.
Ang mga halaman ay dobleng negatibo sa carbon, na nangangahulugan na kinokonsumo nila ang CO2 sa pamamagitan ng paggawa ng gasolina at sila mismo ay produkto ng carbon sequestration (pag-convert ng CO2 sa mga organikong compound) sa atmospera. Kapag na-optimize ang pamamaraan, sinasabi ng mga mananaliksik, magagawa nilang maipaliwanag ang buong workspace o magamit para sa pampublikong pag-iilaw.
Ang mga halaman ay ang pinakahuli sa napapanatiling biomimetic na pag-iilaw na hindi nakadepende sa anumang imprastraktura ng tao at mahusay na umaangkop sa mga panlabas na kapaligiran. Inaayos nila ang kanilang mga sarili, umiiral na sila kung saan gusto natin silang gumana bilang mga ilaw ng kuryente, nabubuhay sila at nagpapatuloy sa iba't ibang mga kaganapan sa panahon, mayroon silang sariling mapagkukunan ng tubig, at ginagawa din nila ang lahat ng nasa itaas nang awtonomiya.
Mga halaman na hindi karaniwan
Ang tinatawag na "nanobionic plants" ay isang bagong larangan ng pananaliksik na isinulong ng laboratoryo ni Strano, kung saan isinasama nila ang iba't ibang mga uri ng nanoparticle at engineer na mga planta upang sakupin ang marami sa mga function na ginagawa ngayon ng mga electronic device.
Ayon sa MIT, inilapat na ng koponan ni Strano ang teknolohiya sa mga planta ng engineer na maaaring makakita ng mga pampasabog at magpadala ng impormasyong iyon sa isang smartphone, pati na rin ang mga gulay na may mga electronic sensor sa kanilang mga dahon na tumutugon kapag nagbabala ito kapag mababa ang antas ng tubig.
Ang mga siyentipiko ng ahensya ay bumuo din ng isang nanobionic na halaman na may kakayahang kumuha ng higit sa 30 porsiyento ng liwanag na enerhiya, nagpasok ng carbon nanotubes sa mga cell na gumagawa ng photosynthesis, at ginawang posible na makakita ng mga pollutant tulad ng nitric oxide gas.
Ang koponan ni Propesor Strano ay dati nang nakabuo ng mga nanobionic na halaman na may pinahusay na photosynthesis at ang kakayahang makakita ng mga kontaminadong gas, eksplosibo at mga kondisyon ng tagtuyot.
«Pag-iilaw, na bumubuo ng halos 20 porsiyento ng pandaigdigang pagkonsumo ng enerhiya, ay isa sa mga lohikal na target para sa mga partikular na teknolohiya ng halaman na ito," sabi ni Strano, na binanggit na "Maaaring ayusin ng mga halaman ang kanilang sarili, magkaroon ng kanilang sariling enerhiya, at umangkop sa kapaligiran sa labas.
Upang lumikha ng kanilang kumikinang na mga halaman, ang MIT team ay bumaling sa luciferase, ang enzyme na nagpapakinang sa mga alitaptap. Gumagana ang Luciferase sa isang molekula na tinatawag na luciferin, na nagiging sanhi ng paglabas nito ng liwanag, habang ang isa pang molekula na tinatawag na coenzyme A ay tumutulong sa proseso sa pamamagitan ng pag-alis ng isang byproduct ng biochemical reaction na pumipigil sa aktibidad ng luciferin enzyme.
Nanoparticle at gulay sa ilalim ng mataas na presyon
Ang pangkat ng MIT ay nakabalot sa bawat isa sa tatlong sangkap na ito sa iba't ibang uri ng carrier nanoparticle na ginawa mula sa mga materyales na inuri bilang "pangkalahatang kinikilala bilang ligtas" ng US Food and Drug Administration (FDA). Ang isang kumikinang na halaman ng logo ng MIT ay naka-imprint sa mga rocket blades, na nilagyan ng halo ng mga nanoparticle.
Ayon sa pangkat ni Strano, ang mga nanoparticle na ito ay tumutulong sa bawat bahagi na maabot ang tamang bahagi ng halaman at pinipigilan nila ang mga sangkap na iyon na maabot ang mga konsentrasyon na maaaring nakakalason sa halaman mismo.
Ayon sa mga may-akda ng pag-aaral na pinondohan ng Kagawaran ng Enerhiya ng US, ang mga mananaliksik ay gumamit ng silica nanoparticle upang mag-transport ng luciferase at bahagyang mas malalaking particle ng polymer na PLGA at chitosan upang maghatid ng luciferin at coenzyme A, ayon sa pagkakabanggit.
Upang isama ang carrier nanoparticle sa mga dahon ng halaman, sinuspinde muna ng mga mananaliksik ang mga nanoparticle sa isang likidong solusyon, pagkatapos ay nilubog ang mga halaman sa likido, at sa wakas ay naglapat ng mataas na presyon sa mga halaman upang pilitin ang mga particle sa mga dahon sa pamamagitan ng maliliit na pores na tinatawag na stomata, ayon sa MIT.
Sa simula ng proyekto, ang mga mananaliksik ay gumawa ng mga halaman na Nagningning sila nang humigit-kumulang 45 minuto at mula noon ay naperpekto na ang proseso upang gawing glow ang mga ito sa loob ng 3,5 oras.
Sa kasalukuyan, ang isang 10-sentimetro na seedling ng cress ay gumagawa ng humigit-kumulang isang ikalibo ng dami ng liwanag na kailangan para basahin, ngunit naniniwala ang mga mananaliksik na maaari nilang dagdagan ang parehong dami ng liwanag na ibinubuga at ang tagal ng light energy na ito sa pamamagitan ng karagdagang pag-optimize ng rate.
Gumagana ang Luciferase sa isang molekula na tinatawag na luciferin at pinipilit itong lumiwanag. Ang isang molekula na tinatawag na coenzyme A ay kasangkot din sa prosesong ito., na ginagawang madali.
Ang bawat isa sa mga sangkap na ito ay dinadala ng isang nanoparticle, na nagsisiguro na makarating sila sa tamang lugar at pinipigilan ang mga ito na tumutok sa isang partikular na lugar, na maaaring nakakalason sa halaman. Nagawa ng mga mananaliksik na gawing kumikinang ang mga halaman sa loob ng halos tatlo at kalahating oras.
At bagama't medyo dim ang liwanag na nakukuha nila, naniniwala sila na posibleng tumaas ang intensity at tagal ng liwanag. Hindi tulad ng mga nakaraang eksperimento, na pinamamahalaang gumawa ng mga partikular na uri ng halaman na lumiwanag sa pamamagitan ng isang mas kumplikadong proseso, ang pamamaraan na binuo ng mga mananaliksik ng MIT ay maaaring ilapat sa anumang uri ng halaman.
Umaasa ako na sa impormasyong ito maaari kang matuto nang higit pa tungkol sa kung ano ang mga makinang na halaman at ang kanilang mga katangian.