Значительная часть энергии используется для освещения, поэтому ученые Массачусетского технологического института разрабатывают новое пассивное освещение - серебристые растения. В последнем эксперименте команда заставила их излучать более яркий свет, чем растения первого поколения, без ущерба для их здоровья. Возникающая область&"нанобионика растений &"; включает в себя внедрение наночастиц в растения, чтобы дать им новые возможности.
В прошлом команда Массачусетского технологического института создала растения, излучающие свет. Теперь исследователи повысили яркость до более практического уровня. Свет, производимый этими заводами, в 10 раз ярче, чем у первого поколения светящихся растений, о которых сообщила исследовательская группа в 2017 году.
& quot; Мы хотим создать своего рода светящиеся растения, которые будут поглощать и накапливать немного света, а затем постепенно высвобождать его," сказал Майкл Страно, профессор химической инженерии Массачусетского технологического института.": Это большой шаг к освещению растений."
Страно и его сотрудники хотят создать компоненты, которые увеличивают продолжительность света и делают его ярче. Им пришла в голову идея использовать конденсаторы, которые являются частью цепи, которая может накапливать электрическую энергию и высвобождать ее при необходимости. Для люминесцентных растений фотоэлектрические контейнеры могут использоваться для хранения света в форме фотонов, а затем постепенного высвобождения света с течением времени.
Чтобы создать свой&"фотоэлектрический контейнер &", исследователи решили использовать материал, называемый люминофором. Эти материалы могут поглощать видимый или ультрафиолетовый свет, а затем медленно выделять их в виде фосфоресценции.
Исследователи использовали соединение под названием алюминат стронция в качестве люминофора, который может образовывать наночастицы. Прежде чем имплантировать их в растения, исследователи обернули частицы кремнеземом, чтобы защитить растения от повреждений. Эти частицы диаметром в сотни нанометров могут проникать в растение через поры (небольшие поры на поверхности листа). Эти частицы собираются в губчатом слое, называемом мезофиллом, где они образуют тонкую пленку.
Команда протестировала технологию на ряде растений, включая кресс-салат, табак, базилик, ромашку и уши слона, и обнаружила, что растения светятся в течение часа после воздействия синего светодиода всего на 10 секунд. Как и следовало ожидать, свет становится самым ярким в первые несколько минут, а в следующий час темнеет.
Важно отметить, что имплантация наночастиц не нарушила нормальные функции растений, такие как фотосинтез и испарение воды через их листья.
Они также доказали, что этот метод может освещать листья растения под названием Thai Elephant Ear, которое может иметь ширину более 1 фута и может использоваться в качестве источника наружного освещения.
Команда заявила, что конечная цель - попытаться разработать светящиеся растения, которые можно было бы использовать для пассивного освещения улиц или других общественных мест, чтобы снизить потребление энергии уличными фонарями. Следующим шагом к достижению этой цели является объединение новых наночастиц алюмината стронция с ранней люциферазой в надежде сделать люминесценцию более яркой и продолжительной.
Если живые растения могут стать отправной точкой передовых технологий, растения могут заменить нашу неустойчивую городскую сеть электроснабжения и освещения, принося пользу всем видам, зависящим от растений, включая людей.
& quot; Нам нужен сильный свет, который может передаваться в виде импульсов в течение нескольких секунд, чтобы он мог заряжаться," сказал Павел Гордичук, ведущий автор статьи и Массачусетского технологического института.": Мы также доказали, что можем использовать большие линзы, такие как линзы Френеля, для передачи усиленного света на расстояние более 1 метра. Это хороший шаг к созданию крупномасштабного освещения, которое могут использовать люди."
Исследование опубликовано в журнале "Прогресс науки".
