Основываясь на предыдущей работе 2017 года, нанобиологи из Массачусетского технологического института (MIT) разработали процесс, который может заставить растения заряжаться и излучать свечение — точно так же, как небольшие наклейки, которыми украшают стены детских комнат. Это, буквально, переход к зеленой энергии.
В общей сложности ученым удалось заставить новое поколение растений светиться в десять раз ярче, чем предыдущее поколение , достигнув фотоэмиссии до 4,8 × 10¹³ фотонов в секунду (для понимания — 100-ваттная лампочка излучает около 3,27 × 10²º фотонов в секунду). Используя различные виды растений, включая кресс-салат, базилик, табак и "Слоновое Ухо", команда обнаружила, что каждое из них может непрерывно излучать свет около часа, согласно их новому исследованию, опубликованному в журнале Science Advances.
Чтобы добиться этого блестящего успеха, ученые ввели в пять различных видов растений специальные наночастицы алюмината стронция, которые могут работать как конденсатор — часть электрической цепи, накапливающая энергию. Конденсаторы полезны, потому что они могут накапливать энергию, а затем возвращать ее в сеть. Это может быть настоящая батарея — кинетический конденсатор, похожий на туго скрученную пружину. В этом случае конденсатор изготовлен из материала, называемого люминофором.
Чтобы создать свой« легкий конденсатор, исследователи решили использовать материал, известный как люминофор. Эти материалы могут поглощать видимый или ультрафиолетовый свет, а затем медленно выделять его в виде фосфоресцентного свечения. Внимательные заметят, что слово "фосфора" имеет общий корень со словом "фосфоресценция". Оба слова происходят от греческого "носитель света".
Наночастицы покрыты диоксидом кремния, чтобы не повредить растениям. Ученые "вливают" их через крошечные поры в листьях, называемые устьицами (еще один греческий термин, означающий "рот"). Попадая внутрь клеточной структуры растения, частицы образуют слой, который фактически становится пленкой. Этот слой накапливает фотоны — частицы, переносящие свет и другую электрическую энергию.
Одно из основных улучшений по сравнению с предыдущим поколением светящихся растений заключается в использовании люминофоров. Работа 2017 года использовала комбинацию биолюминесцентных частиц люциферина и люциферазы, которые также помогают усилить спорадический свет, производимый светлячками. Однако эти частицы были намного тусклее и представляли другой подход к свечению. Люминесценция в целом может происходить из разных источников — таких как биохимическая реакция, которая происходит у светлячков, или фосфоресценция светящегося растения.
Все это восходит к самой сути работы: возобновляемой энергии. Живые растения дают возможность переосмыслить дизайн и производство устройств, которые обычно производятся из пластика и печатных плат и в конечном итоге утилизируются как отходы. Эта работа устанавливает методы преобразования живых растений в фотонные субстраты для применения в устройствах отражения на основе растений, сигнализации и усиления освещения на основе растений.
Так что да, в скором времени можно будет приобрести светящееся растение, взамен прикроватной лампы.
