Az energiafelhasználás jelentős részét világításra használják fel, ezért az MIT tudósai egy új passzív világítást – noctilucent növényeket – fejlesztenek. A legújabb kísérletben a csapat arra késztette őket, hogy az első generációs növényeknél erősebb fényt bocsátanak ki anélkül, hogy károsítanák az egészségüket. A&feltörekvő területe; növényi nanobionika" magában foglalja a nanorészecskék beágyazását a növényekbe, hogy új képességeket adjon nekik.
Az MIT csapatának korábbi munkája fényt bocsátó növényeket hozott létre. A kutatók most gyakorlatiasabb szintre emelték a fényerőt. Az e növények által termelt fény 10-szer fényesebb, mint a világító növények első generációja, amelyről a kutatócsoport 2017-ben számolt be.
& quot;Olyan világító növényeket szeretnénk létrehozni, amelyek elnyelnek és tárolnak egy kis fényt, majd fokozatosan kibocsátják," mondta Michael Strano, az MIT vegyészmérnök professzora."Ez egy nagy lépés a növények megvilágítása felé."
Strano és munkatársai olyan alkatrészeket szeretnének létrehozni, amelyek meghosszabbítják a fény időtartamát és fényesebbé teszik azt. Kondenzátorok használatának ötletével álltak elő, amelyek egy olyan áramkör részét képezik, amely képes tárolni az elektromos energiát, és szükség esetén felszabadítani. Lumineszcens növények esetében fotoelektromos tartályok használhatók a fény fotonok formájában történő tárolására, majd az idő múlásával fokozatosan kibocsátásra.
A" fotoelektromos konténer" létrehozása érdekében a kutatók úgy döntöttek, hogy egy foszfor nevű anyagot használnak. Ezek az anyagok elnyelik a látható vagy ultraibolya fényt, majd lassan foszforeszcencia formájában felszabadítják azokat.
A kutatók egy stroncium-aluminát nevű vegyületet használtak foszforként, amely nanorészecskéket képezhet. Mielőtt beültették őket a növényekbe, a kutatók szilícium-dioxidba csomagolták a részecskéket, hogy megóvják a növényeket a károsodástól. Ezek a több száz nanométer átmérőjű részecskék pórusokon (a levél felületén kis pórusok) keresztül juthatnak be a növénybe. Ezek a részecskék a mezofill nevű szivacsos rétegben gyűlnek össze, ahol vékony filmet alkotnak.
A csapat számos növényen tesztelte a technológiát, beleértve a zsázsát, a dohányt, a bazsalikomot, a százszorszép és az elefántfüleket, és azt találta, hogy a növények egy órán keresztül világítanak, miután csak 10 másodpercig vannak kitéve kék LED-fénynek. Ahogy az várható is volt, a fény az első percekben a legfényesebb, majd a következő órában elsötétül.
Fontos, hogy a nanorészecskék beültetése nem károsította a növények normál funkcióit, például a fotoszintézist és a víz leveleiken keresztül történő elpárolgását.
Azt is bebizonyították, hogy ezzel a módszerrel meg lehet világítani a Thai Elephant Ear nevű növény leveleit, amelyek több mint 1 láb szélesek, és kültéri fényforrásként is használhatók.
A csapat szerint a végső cél az, hogy megpróbáljanak olyan világító növényeket kifejleszteni, amelyek passzív módon megvilágíthatják az utcákat vagy más közterületeket, így csökkentve az utcai lámpák energiafogyasztását. A következő lépés e cél elérése érdekében az új stroncium-aluminát nanorészecskék és a korai luciferáz kombinációja, remélve, hogy a lumineszcenciát fényesebbé és tartósabbá teszik.
Ha az élő növények a fejlett technológia kiindulópontjává válhatnak, akkor a növények felválthatják fenntarthatatlan városi energia- és világítási hálózatunkat, ami minden növénytől függő faj javát szolgálja, beleértve az embereket is.
& quot;Erős fényre van szükségünk, amely néhány másodpercig impulzusok formájában továbbítható, hogy feltölthető legyen," – mondta Pavlo Gordiichuk, a tanulmány vezető szerzője és a Massachusetts Institute of Technology."Azt is bebizonyítjuk, hogy nagyméretű lencséket, például Fresnel-lencséket is használhatunk a felerősített fény 1 méternél nagyobb távolságra történő továbbítására. Ez egy jó lépés a nagyszabású világítás létrehozása felé, amelyet az emberek használhatnak."
A tanulmány a progress of science folyóiratban jelent meg
