Светящиеся в темноте растения заменят уличные фонари

Приличная часть энергии расходуется на освещение, поэтому ученые Массачусетского технологического института разрабатывают новый вид пассивного освещения - светящиеся в темноте растения. В последнем эксперименте команда заставила их светиться намного ярче, чем растения первого поколения, без вреда для их здоровья.

Возникающая область “нанобионики растений“ включает в себя внедрение наночастиц в растения, чтобы дать им новые возможности. В прошлом команда Массачусетского технологического института создала растения, которые могут посылать электрические сигналы, когда им нужна вода, шпинат, который можно использовать для обнаружения взрывчатых веществ, и кресс-салат, светящийся в темноте.

Каким бы интересным ни было последнее, свечение не было особенно ярким - примерно наравне с теми пластиковыми светящимися звездами, которые многие из нас прикрепляли к потолку. Это крутая новинка, но не очень полезна для максимального варианта использования пассивного освещения.

Теперь исследователи повысили яркость до более практичного уровня. Ключевым моментом было переключение светящихся компонентов с люциферазы и люциферина, которые дают светлячкам их свечение, на люминофорные материалы. Эти материалы поглощают и сохраняют видимый и ультрафиолетовый свет и медленно выделяют его в виде фосфоресценции.

“Создание окружающего света с помощью возобновляемой химической энергии живых растений - смелая идея“, - говорит Шейла Кеннеди, автор исследования. “Это фундаментальный сдвиг в нашем понимании живых растений и электроэнергии для освещения“.

В этом случае команда использовала наночастицы из алюмината стронция в качестве люминофора и покрыла их кремнеземом, чтобы они не повредили растения. Затем они проникают через поры в листьях и в конечном итоге накапливаются в слое, называемом мезофиллом.

Под воздействием солнечного света или светодиодов растения будут светиться зеленым. Команда проверила эту технику на ряде растений, включая кресс-салат, табак, базилик, маргаритки и слоновье ухо, и обнаружила, что всего 10 секунд воздействия синих светодиодов заставляют растения светиться до часа. Как и следовало ожидать, яркость света максимальна в первые несколько минут, а затем в течение следующего часа она затемняется.

Свет был в 10 раз ярче, чем в предыдущей версии, и, что важно, имплантаты из наночастиц не повредили нормальным функциям растений, таким как фотосинтез и испарение воды через их листья.

Конечная цель, по словам команды, - попытаться разработать светящиеся растения, которые можно было бы использовать для пассивного освещения улиц или других общественных мест, снижая потребление энергии, необходимой для уличного освещения. Следующие шаги к этой цели - объединение новых наночастиц алюмината стронция с более ранними наночастицами люциферазы, чтобы, мы надеемся, сделать свечение ярче и долговечнее.

“Если бы живые растения могли стать отправной точкой передовых технологий, растения могли бы заменить нашу нынешнюю неустойчивую городскую электрическую сеть освещения для взаимной выгоды всех видов растений, включая людей“, - говорит Кеннеди.

Напомним, ранее сообщалось, что растения покорили Землю на 100 млн лет раньше, чем считалось.

Источник