Hehkuvien kasvien seuraava sukupolvi

Käyttämällä nanohiukkasia, jotka varastoivat ja vapauttavat valoa vähitellen, MIT:n insinöörit luovat valoa säteileviä kasveja, joita voidaan ladata toistuvasti.

Tällä kertaa kasvit voivat tuottaa valoa, joka on kymmenen kertaa kirkkaampi kuin ensimmäisen sukupolven hehkuvat kasvit, joista tutkimusryhmä raportoi vuonna 2017.

"Halusimme luoda valoa säteilevän kasvin, jossa on hiukkasia, jotka absorboivat valoa, varastoivat osan siitä ja säteilevät sitä vähitellen", sanoo Michael Strano, MIT:n kemiantekniikan professori ja vanhempi kirjoittaja. tutkimus. "Tämä on iso askel kohti kasvipohjaista valaistusta."

"Ympäristön valon luominen elävien kasvien uusiutuvalla kemiallisella energialla on rohkea idea", sanoo professori Sheila Kennedy. "Se edustaa olennaista muutosta siinä, miten ajattelemme eläviä kasveja ja valaistukseen tarvittavaa sähköenergiaa."

Hiukkaset voivat myös lisätä minkä tahansa muun tyyppisen valoa säteilevän kasvin valontuotantoa. Aikaisemmassa tutkimuksessa käytettiin nanohiukkasia, jotka sisältävät tulikärpäsissä esiintyvää lusiferaasientsyymiä.

Uudessa tutkimuksessa Strano ja hänen kollegansa halusivat luoda komponentteja, jotka voisivat pidentää valon kestoa ja tehdä siitä kirkkaamman. He keksivät idean käyttää kondensaattoria. Hehkuvien kasvien tapauksessa valokondensaattoria voidaan käyttää valon tallentamiseen fotonien muodossa ja sitten sen vapauttamiseksi vähitellen ajan myötä.

"Valokondensaattorin" luomiseksi tutkijat päättivät käyttää fosforimateriaalia. Nämä materiaalit voivat absorboida joko näkyvää tai ultraviolettivaloa ja vapauttaa sen sitten hitaasti fosforoivana hehkuna.

Hiukkaset voidaan infusoida kasveihin stomataan - lehtien pinnalla olevien pienien huokosten - kautta. Tärkeä johtopäätös uudesta tutkimuksesta on, että elävän kasvin mesofylli voidaan saada näyttämään nämä fotonihiukkaset vahingoittamatta kasvia tai uhraamatta valaistusominaisuuksia, tutkijat sanovat.

Tämä kalvo voi absorboida fotoneja joko auringonvalosta tai ledivalosta. Tutkijat osoittivat, että 10 sekuntisen sinisen ledvalotuksen jälkeen heidän kasvit voivat säteillä valoa noin tunnin ajan. Valo oli kirkkainta ensimmäiset viisi minuuttia ja sitten vähitellen väheni. Kasveja voidaan ladata jatkuvasti vähintään kahden viikon ajan.

Tutkijoiden ajatuksissa menettelyä voisi käyttää tulevaisuudessa käyttää esimerkiksi katuvalaistuksena korvaamassa sähkövalot.

Tutkijat havaitsivat myös, että kymmenen päivän aikana kasvit pystyivät normaaliin fotosynteesiin ja haihduttamaan vettä stomatansa kautta. Kun kokeet olivat päättyneet, tutkijat pystyivät ottamaan noin 60 prosenttia fosforista talteen ja käyttämään niitä toisessa kasvissa.

Aiheesta aiemmin:

Energiaa kasvikunnasta

Elektronisia kasveja

Logiikkaa elävissä soluissa