Представьте, что вместо того, чтобы включать свет, когда стемнеет, вы можете почитать книгу при свете светящегося растения на своем столе или прогуляться при свете яркого дерева вместо электрических ламп.светящиеся растения всегда изучались учеными.
По этой причине мы собираемся посвятить эту статью тому, чтобы рассказать вам, что такое светящиеся растения и какие есть исследования по ним.
Исследования светящихся растений
Инженеры Массачусетского технологического института (MIT) в Кембридже (штат Массачусетс, США) предприняли первые принципиальные шаги по воплощению в жизнь сценария, который сегодня, кажется, исчез из научно-фантастических сказок.
Команда под руководством доктора Майкла Страно, выдающегося профессора химического машиностроения в Массачусетском технологическом институте, ввела ряд специальных наночастиц (микрочастиц) в листья кресс-салата, вызывающихони будут излучать тусклый свет в течение почти четырех часов.
Исследователи считают, что когда им удастся оптимизировать эту нанотехнологию, растения станут достаточно яркими, чтобы освещать рабочие места. Команда Массачусетского технологического института вырастиларастения, которые могут светиться почти 4 часа и освещать страницы книг с близкого расстояния.
Эта технология также может быть использована для обеспечения низкой интенсивности внутреннего освещения или для превращения деревьев в автоматические уличные фонари.
Преимущества светящихся растений
Каковы основные преимущества и преимущества использования светящихся растений для освещения интерьеров и улиц? Проектирование живых растений для излучения видимого света и устойчивого освещения очень важно, потому что у растений есть независимые механизмы производства и хранения энергии.
Растения вдвойне углеродоотрицательны,это означает, что они потребляют CO2 при производстве топлива и сами являются продуктом секвестрации углерода (превращения CO2 в органические соединения) в атмосфере. По словам исследователей, когда технология будет оптимизирована, она сможет освещать все рабочие места или использоваться для уличного освещения.
Растения - это идеальное решение для устойчивого биомиметического освещения, которое не зависит от какой-либо человеческой инфраструктуры и хорошо адаптируется к окружающей среде. Они ремонтируют сами себя, они уже существуют там, где мы хотим, чтобы они работали как электрические лампочки, они выживают и сохраняются при различных метеорологических явлениях, у них есть свой источник воды и они также делают все упомянутое автономно.
Необычная растительность
Так называемые «нанобионические растения» - это новая область исследований, продвигаемая лабораторией Страно, включающая в себя различныетипы наночастиц и инженерных растений, которые берут на себя многие из функций, которые они теперь выполняют в электронных устройствах.
По данным Массачусетского технологического института, команда Страно уже применила эту технологию для создания растений, которые могут обнаруживать взрывчатые вещества и передавать эту информацию на смартфон, а также растений с электронными датчиками в листьях, которые реагируют, когда предупреждают, когда уровень вода низкая.
Ученые Агентства также разработали нанобионическую установку, способную улавливать более 30 процентов энергии света, вставили углеродные нанотрубки в клетки, производящие фотосинтез, и сделали возможным обнаружение загрязняющих веществ, таких как азотный оксид.
Команда профессора Страно ранее разработала нанобионические растения с улучшенным фотосинтезом и способностью обнаруживать загрязненные газы, взрывчатые вещества и условия засухи.
"Освещение, на долю которого приходится около 20 процентов мирового потребления энергии, является одной из логических целей для этих очень специфических заводских технологий", - сказал Страно, отметив, что "растения могут восстанавливать себя, имеют собственную энергию и адаптировались к внешней среде.
Чтобы создать свои светящиеся растения, команда Массачусетского технологического института обратилась к люциферазе, ферменту, который заставляет светлячков светиться. Люцифераза воздействует на молекулу, называемую люциферином, заставляя ее излучать свет, в то время как другая молекула, называемая коферментом А, способствует этому процессу, удаляя побочный продукт биохимической реакции, подавляющей активность фермента люциферина.
Наночастицы и овощи под высоким давлением
Команда Массачусетского технологического института упаковала каждый из этих трех компонентов в различные типы наночастиц-носителей, изготовленных из материалов, классифицированных Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) как «общепризнанные безопасными». Светящийся логотип Массачусетского технологического института отпечатан на лопастях ракеты, наполненных смесью наночастиц.
По словам команды Страно, эти наночастицы помогают каждому компоненту достичь нужной части растения ипредотвращают достижение концентраций этих компонентов, которые могут быть токсичными для самого растения.
По словам авторов исследования, финансируемого Министерством энергетики США, исследователи использовали наночастицы кремнезема для транспорта люциферазы и немного более крупные частицы полимеров PLGA и хитозана для транспорта люциферина и кофермента А соответственно.
Чтобы включить наночастицы-носители в листья растений, исследователи сначала суспендировали наночастицы в жидком растворе, затем погрузили растения в жидкость и, наконец, применили к растениям высокое давление, чтобы заставить частицы проникнуть в листья через крошечные поры, называемые устьицами, согласно Массачусетскому технологическому институту.
В начале проекта исследователи создали растения, которыесветятся около 45 минут, и с тех пор усовершенствовали процесс, чтобы заставить их светиться в течение 3,5 часов.
В настоящее время 10-сантиметровый росток кресс-салата производит примерно одну тысячную часть количества света, необходимого для чтения, но исследователи полагают, что они могут увеличить как количество излучаемого света, так и продолжительность этой световой энергии путем дальнейшей оптимизации. плюс налог.
Люцифераза воздействует на молекулу под названием люциферин и заставляет ее светиться. Молекула под названием кофермент А также участвует в этом процессе, облегчая его.
Каждый из этих компонентов переносится наночастицами, что обеспечивает их попадание в нужное место и предотвращает их концентрацию в определенном месте, что может быть токсичным для растения. Исследователям удалось заставить растения светиться около трех с половиной часов.
И хотя свет, который они получают, относительно тусклый, они считают, что можно увеличить интенсивность и продолжительность света. В отличие от предыдущих экспериментов, в которых удалось заставить определенные виды растений светиться с помощью гораздо более сложного процесса, метод, разработанный исследователями Массачусетского технологического института, можно применить к любому типу растений.
Я надеюсь, что с помощью этой информации вы сможете больше узнать о светящихся растениях и их характеристиках.