Використовуючи спеціальні наночастинки, вбудовані в листя рослин, інженери Массачусетського технологічного інституту створили світло випромінюючу рослину, яку можна заряджати за допомогою світлодіода.
Дослідники представили рослину, яка здатна створювати досить яскраве світло в темний час доби. Домогтися цього вдалося за допомогою нових наночастинок.
Сучасна біотехнологія може дозволити створити абсолютно неймовірні речі. Наприклад, повністю екологічні джерела світла, які протягом дня накопичують енергію сонячного випромінювання, а ввечері та вночі можуть випромінювати світло подібно лампочкам. Поки, звичайно, таким рослинам не зрівнятися по ефективності зі світлодіодами, але дослідники щосили працюють над цим.
У новій роботі вчені з MIT представили свою нову рослину, здатну випромінювати світло і накопичувати енергію, «заряджаючись» від світлодіода. Дослідники домагаються цього, вбудовуючи в організми різні типи наночастинок. Перше покоління світло випромінюючих рослин містило наночастинки, що несуть люциферазу і люциферин, які відповідають за природну люмінесценцію світлячків. Використовуючи ці частинки, дослідники створили рослини крес-салату, які могли протягом декількох годин випромінювати тьмяне світло – приблизно в 1000 разів менше, ніж потрібно для комфортного читання.
- З’ясувалося, які горіхи знижують холестерин і скільки їх треба їсти в день
- Вчені розкрили секрет собачого довголіття
- Щоденна склянка хорошого вина виявилася шкідливою для здоров’я
У новому дослідженні автори хотіли створити компоненти, які могли б збільшити тривалість світіння і зробити випромінювання яскравішим. Їм спала на думку ідея використовувати конденсатор – частину електричного кола, яка може накопичувати електрику і виділяти його на вимогу. У разі світіння рослин світловий конденсатор може використовуватися для зберігання світла у формі фотонів для його подальшого випромінювання в темному приміщенні.
В якості «світлового конденсатора» дослідники вирішили використовувати люмінофор. Цей тип матеріалів може поглинати видиме або ультрафіолетове світло, а потім повільно виділяти його у вигляді фосфоресцируючого світіння. Дослідники використовували у вигляді люмінофора алюмінат стронцію. Перш ніж вбудовувати наночастинки з цієї речовини в рослини, автори покрили їх кремнеземом, який захищає рослину від пошкоджень.
Частинки діаметром в кілька сотень нанометрів можуть проникати в рослини через продихи — невеликі пори, розташовані на поверхні листя. Частинки накопичуються в губчастому шарі, так званому мезофілом, де вони утворюють тонку плівку. Мезофіл живого рослини можна змусити прийняти ці частинки, не заподіявши шкоди рослині та не жертвуючи випромінювальними властивостями.
Ця плівка може поглинати фотони як від сонячного світла, так і від світлодіода. Дослідники показали, що після 10 секунд впливу синього світлодіода їх рослини могли випромінювати світло протягом приблизно години. Світло було найяскравішим протягом перших п’яти хвилин, а потім поступово зменшувалося. Рослини можна безперервно заряджати протягом, принаймні, двох тижнів.
Стаття опублікована в журналі Science Advances.
Натхнення: www.popmech.ru