Znaczna część zużywanej energii jest wykorzystywana na oświetlenie, dlatego naukowcy z MIT opracowują nowe oświetlenie pasywne – rośliny borowików. W najnowszym eksperymencie zespół sprawił, że emitują jaśniejsze światło niż rośliny pierwszej generacji bez szkody dla ich zdrowia. Wschodząca dziedzina"roślinna nano bionika" obejmuje osadzanie nanocząsteczek w roślinach, aby nadać im nowe możliwości.
Wcześniejsze prace zespołu MIT stworzyły rośliny emitujące światło. Teraz naukowcy podnieśli jasność do bardziej praktycznego poziomu. Światło wytwarzane przez te rośliny jest 10 razy jaśniejsze niż pierwsza generacja świecących roślin zgłoszona przez zespół badawczy w 2017 roku.
& quot;Chcemy stworzyć coś w rodzaju świetlistych roślin, które będą absorbować i magazynować trochę światła, a następnie stopniowo je uwalniać," powiedział Michael Strano, profesor inżynierii chemicznej na MIT."To duży krok w kierunku oświetlenia roślin.&cyt;
Strano i jego współpracownicy chcą tworzyć komponenty, które wydłużają czas świecenia i rozjaśniają je. Wpadli na pomysł wykorzystania kondensatorów, które są częścią obwodu, który może magazynować energię elektryczną i uwalniać ją w razie potrzeby. W przypadku roślin luminescencyjnych pojemniki fotoelektryczne mogą służyć do przechowywania światła w postaci fotonów, a następnie stopniowo uwalniać światło w miarę upływu czasu.
Aby stworzyć swój"pojemnik fotoelektryczny", naukowcy zdecydowali się na użycie materiału zwanego luminoforem. Materiały te mogą pochłaniać światło widzialne lub ultrafioletowe, a następnie powoli je uwalniać w postaci fosforescencji.
Naukowcy wykorzystali związek zwany glinianem strontu jako luminofor, który może tworzyć nanocząsteczki. Przed wszczepieniem ich do roślin naukowcy owinęli cząsteczki krzemionką, aby chronić rośliny przed uszkodzeniem. Cząsteczki te o średnicy setek nanometrów mogą wnikać do rośliny przez pory (małe pory na powierzchni liścia). Cząsteczki te gromadzą się w gąbczastej warstwie zwanej mezofilem, gdzie tworzą cienką warstwę.
Zespół przetestował technologię na szeregu roślin, w tym rzeżuchy, tytoniu, bazylii, stokrotce i uszach słonia, i odkrył, że rośliny świecą przez godzinę po wystawieniu na działanie niebieskiego światła LED przez zaledwie 10 sekund. Jak można się spodziewać, światło jest najjaśniejsze w ciągu pierwszych kilku minut, a następnie ciemnieje w ciągu następnej godziny.
Co ważne, implantacja nanocząstek nie zaszkodziła normalnym funkcjom roślin, takim jak fotosynteza i parowanie wody przez liście.
Udowodnili również, że ta metoda może oświetlić liście rośliny zwanej Thai Elephant Ear, która może mieć ponad 1 stopę szerokości i może być używana jako zewnętrzne źródło światła.
Zespół stwierdził, że ostatecznym celem jest próba opracowania świecących roślin, które można wykorzystać do pasywnego oświetlania ulic lub innych obszarów publicznych, aby zmniejszyć zużycie energii przez lampy uliczne. Następnym krokiem do osiągnięcia tego celu jest połączenie nowych nanocząstek glinianu strontu z wczesną lucyferazą, mając nadzieję, że luminescencja będzie jaśniejsza i trwalsza.
Jeśli żywe rośliny mogą stać się punktem wyjścia dla zaawansowanej technologii, rośliny mogą zastąpić naszą niezrównoważoną miejską sieć energetyczną i oświetleniową, przynosząc korzyści wszystkim gatunkom roślinnym, w tym ludziom.
& quot;Potrzebujemy silnego światła, które może być przesyłane w postaci impulsów przez kilka sekund, aby można było je naładować," powiedział Pavlo Gordiichuk, główny autor artykułu i Massachusetts Institute of Technology."Udowadniamy również, że możemy używać dużych soczewek, takich jak soczewki Fresnela, aby przepuszczać wzmocnione światło na odległość ponad 1 metra. To dobry krok w kierunku stworzenia oświetlenia na dużą skalę, z którego mogą korzystać ludzie.&cyt;
Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie postęp nauki
