发光植物有哪些?

被植物照亮

想象一下,不用在天黑时开灯,而是可以在办公桌上发光植物的光下看书,或者在明亮的树的灯光下散步而不是电灯。 这 发光植物 一直是科学家研究的对象。

出于这个原因,我们打算用这篇文章来告诉你什么是发光植物,以及关于它的研究。

发光植物研究

发光植物

来自剑桥(美国马萨诸塞州)麻省理工学院 (MIT) 的工程师们已经采取了第一个基本步骤,将今天似乎已经从科幻故事中消失的场景变为现实。

由麻省理工学院化学工程杰出教授Michael Strano博士领导的团队,将一系列特殊的纳米粒子(微观粒子)掺入到水芹植物的叶子中, 诱导它们发出昏暗的光近四个小时。

研究人员相信,当他们设法优化这种纳米技术时,植物将变得足够明亮,可以照亮工作空间。 麻省理工学院的一个团队培养了 可以发光近 4 小时并近距离照亮书页的植物。

该技术还可用于提供低强度室内照明或将树木变成自动路灯。

发光植物的优点

什么是发光植物

使用发光植物照亮室内和街道有哪些主要优点和好处? 设计用于可见光发射和可持续照明的活植物是引人注目的,因为植物具有独立的能量产生和储存机制。

植物是双碳负性的, 这意味着它们通过生产燃料来消耗二氧化碳,并且它们本身就是碳封存的产物 (将 CO2 转化为有机化合物)在大气中。 研究人员表示,当这项技术得到优化后,他们将能够照亮整个工作空间或用于公共照明。

植物是可持续仿生照明的终极选择,它不依赖于任何人类基础设施,并且能很好地适应室外环境。 它们会自我修复,它们已经存在于我们希望它们发挥电灯功能的地方,它们在不同的天气事件中生存并坚持下去,它们有自己的水源,它们还能自主完成上述所有工作。

植被不一般

有自己光的植物

所谓的“纳米仿生植物”是斯特拉诺实验室推动的一个新的研究领域,它们结合了不同的 各种类型的纳米粒子和工程植物接管了现在由电子设备执行的许多功能。

根据麻省理工学院的说法,斯特拉诺的团队已经将这项技术应用于可以检测爆炸物并将该信息传输到智能手机的植物,以及叶子中带有电子传感器的蔬菜,这些蔬菜会在水位低时发出警告。

原子能机构的科学家还开发了一种能够捕获超过 30% 的光能的纳米仿生植物,将碳纳米管插入产生光合作用的细胞中,并使检测一氧化氮气体等污染物成为可能。

斯特拉诺教授的团队此前开发了具有增强光合作用和检测受污染气体、爆炸物和干旱条件能力的纳米仿生植物。

«照明,约占全球能源消耗的 20%,是这些非常具体的植物技术的逻辑目标之一,”斯特拉诺说,并指出“植物可以自我修复,拥有自己的能量,并适应外部环境。

为了创造他们的发光植物,麻省理工学院的团队求助于萤光素酶,这是一种让萤火虫发光的酶。 萤光素酶作用于一种叫做萤光素的分子,使其发光,而另一种叫做辅酶 A 的分子通过去除抑制萤光素酶活性的生化反应的副产物来辅助这一过程。

高压下的纳米粒子和蔬菜

麻省理工学院团队将这三种成分分别包装到不同类型的载体纳米颗粒中,这些纳米颗粒由美国食品和药物管理局 (FDA) 归类为“公认安全”的材料制成。 一个发光的麻省理工学院标志植物印在火箭叶片上,叶片上注入了纳米粒子的混合物。

据 Strano 的团队称,这些纳米粒子帮助每个成分到达植物的正确部位,并 它们可以防止这些成分达到可能对植物本身产生毒性的浓度。

根据美国能源部资助研究的作者,研究人员使用二氧化硅纳米颗粒来运输荧光素酶,并使用稍大的聚合物 PLGA 和壳聚糖颗粒分别运输荧光素和辅酶 A。

为了将载体纳米颗粒掺入植物叶片中,研究人员首先将纳米颗粒悬浮在液体溶液中,然后将植物浸入液体中,最后对植物施加高压,迫使颗粒通过称为气孔的微小孔隙进入叶片,据称麻省理工学院。

在项目开始时,研究人员生产的植物 它们发光了大约 45 分钟,此后完善了使它们发光 3,5 小时的过程。

目前,一棵 10 厘米的水芹幼苗产生的光量约为阅读所需光量的千分之一,但研究人员认为,他们可以通过进一步优化速率来增加发出的光量和这种光能的持续时间。

荧光素酶作用于一种叫做荧光素的分子并迫使它发光。 一种叫做辅酶 A 的分子也参与了这个过程。,这很容易。

这些成分中的每一个都由纳米颗粒携带,这确保它们到达正确的位置并防止它们集中在可能对植物有毒的特定位置。 研究人员设法使植物发光约三个半小时。

尽管他们获得的光线相对较暗,但他们相信可以增加光线的强度和持续时间。 与以前的实验不同,以前的实验通过复杂得多的过程使特定类型的植物发光,麻省理工学院研究人员开发的方法可以应用于任何类型的植物。

我希望通过这些信息,您可以更多地了解什么是发光植物及其特性。


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