Nemaža dalis energijos sunaudojama apšvietimui, todėl MIT mokslininkai kuria naują pasyvų apšvietimą – noktilucentinius augalus. Paskutiniame eksperimente komanda privertė juos skleisti ryškesnę šviesą nei pirmosios kartos augalai, nepakenkiant jų sveikatai. Besiformuojanti&sritis; augalų nano bionika" apima nanodalelių įterpimą į augalus, kad jiems būtų suteikta naujų galimybių.
Ankstesnis MIT komandos darbas sukūrė šviesą skleidžiančius augalus. Dabar mokslininkai pakėlė ryškumą į praktiškesnį lygį. Šių augalų skleidžiama šviesa yra 10 kartų ryškesnė nei pirmosios kartos šviečiančių augalų, apie kuriuos mokslininkų grupė pranešė 2017 m.
& quot;Norime sukurti savotiškus šviečiančius augalus, kurie sugertų ir sukauptų šiek tiek šviesos, o po to palaipsniui ją išleistų," sakė Michaelas Strano, MIT chemijos inžinerijos profesorius."Tai didelis žingsnis augalų apšvietimo link."
Strano ir jo bendradarbiai nori sukurti komponentus, kurie prailgintų šviesos trukmę ir padidintų šviesą. Jie sugalvojo naudoti kondensatorius, kurie yra grandinės dalis, kuri gali kaupti elektros energiją ir ją išleisti, kai reikia. Liuminescenciniams augalams gali būti naudojami fotoelektriniai konteineriai, kad būtų galima kaupti šviesą fotonų pavidalu ir laikui bėgant palaipsniui išleisti šviesą.
Siekdami sukurti savo" fotoelektrinį konteinerį", mokslininkai nusprendė panaudoti medžiagą, vadinamą fosforu. Šios medžiagos gali sugerti matomą arba ultravioletinę šviesą ir lėtai jas išlaisvinti fosforescencijos pavidalu.
Tyrėjai panaudojo junginį, vadinamą stroncio aliuminatu, kaip fosforą, kuris gali sudaryti nanodaleles. Prieš implantuodami jas į augalus, mokslininkai suvyniojo daleles į silicio dioksidą, kad apsaugotų augalus nuo pažeidimų. Šios šimtų nanometrų skersmens dalelės gali patekti į augalą per poras (mažas poras lapo paviršiuje). Šios dalelės susirenka į kempinį sluoksnį, vadinamą mezofilu, kur sudaro ploną plėvelę.
Komanda išbandė technologiją su daugybe augalų, įskaitant krešulius, tabaką, bazilikus, margalapius ir dramblių ausis, ir nustatė, kad augalai šviečia valandą po to, kai mėlyna LED lemputė buvo veikiama tik 10 sekundžių. Kaip ir galima tikėtis, šviesa ryškiausia per pirmąsias kelias minutes, o po to tamsėja kitą valandą.
Svarbu tai, kad nanodalelių implantacija nepažeidė įprastų augalų funkcijų, tokių kaip fotosintezė ir vandens išgarinimas per jų lapus.
Jie taip pat įrodė, kad šiuo metodu galima apšviesti augalo, vadinamo Thai Elephant Ear, lapus, kurie gali būti daugiau nei 1 pėdos pločio ir gali būti naudojami kaip lauko apšvietimo šaltinis.
Komanda teigė, kad galutinis tikslas yra pabandyti sukurti šviečiančius augalus, kurie galėtų būti naudojami pasyviai apšviesti gatves ar kitas viešąsias erdves, kad būtų sumažintas gatvių lempų energijos suvartojimas. Kitas žingsnis siekiant šio tikslo – sujungti naujas stroncio aliuminato nanodaleles su ankstyvąja liuciferaze, tikintis, kad liuminescencija taps ryškesnė ir patvaresnė.
Jei gyvi augalai gali tapti pažangių technologijų atskaitos tašku, augalai gali pakeisti mūsų netvarų miesto elektros energijos ir apšvietimo tinklą, o tai bus naudinga visoms nuo augalų priklausomoms rūšims, įskaitant žmones.
& quot;Mums reikia stiprios šviesos, kuri kelias sekundes būtų perduodama impulsų pavidalu, kad būtų galima įkrauti," sakė Pavlo Gordiichukas, pagrindinis šio straipsnio autorius ir Masačusetso technologijos institutas."Mes taip pat įrodome, kad galime naudoti didelius lęšius, tokius kaip Frenelio lęšiai, kad sustiprintą šviesą perduotų didesniu nei 1 metro atstumu. Tai geras žingsnis kuriant didelio masto apšvietimą, kurį galėtų naudoti žmonės."
Tyrimas buvo paskelbtas mokslo progreso žurnale
