بخش قابل توجهی از مصرف انرژی برای روشنایی استفاده می شود، بنابراین دانشمندان MIT در حال توسعه یک نور غیرفعال جدید - گیاهان شب تاب هستند. در جدیدترین آزمایش، این تیم آنها را وادار کرده است که نور درخشان تری نسبت به گیاهان نسل اول بدون آسیب رساندن به سلامت آنها منتشر کنند. زمینه در حال ظهور"نانو بیونیک گیاهی" شامل جاسازی نانوذرات در گیاهان برای دادن قابلیتهای جدید به آنها است.
کارهای قبلی تیم MIT گیاهانی را ایجاد کرده است که نور ساطع می کنند. اکنون، محققان روشنایی را به سطح عملی تری ارتقا داده اند. نور تولید شده توسط این گیاهان 10 برابر روشن تر از نسل اول گیاهان درخشان است که توسط تیم تحقیقاتی در سال 2017 گزارش شده است.
& quot;ما می خواهیم نوعی گیاهان نورانی ایجاد کنیم که مقداری نور را جذب و ذخیره کنند و سپس به تدریج آن را رها کنند،" مایکل استرانو، استاد مهندسی شیمی در MIT گفت."این گام بزرگی به سوی روشنایی گیاهان است."
استرانو و همکارانش می خواهند اجزایی بسازند که طول مدت نور را افزایش داده و آن را روشن تر کند. آنها ایده استفاده از خازن ها را مطرح کردند که بخشی از یک مدار هستند که می توانند انرژی الکتریکی را ذخیره کرده و در صورت نیاز آن را آزاد کنند. برای گیاهان شب تاب، می توان از ظروف فوتوالکتریک برای ذخیره نور به شکل فوتون استفاده کرد و سپس به مرور زمان نور را به تدریج آزاد کرد.
به منظور ایجاد"ظرف فتوالکتریک"؛، محققان تصمیم گرفتند از ماده ای به نام فسفر استفاده کنند. این مواد می توانند نور مرئی یا فرابنفش را جذب کرده و سپس به آرامی آنها را به صورت فسفرسانس آزاد کنند.
محققان از ترکیبی به نام آلومینات استرانسیوم به عنوان فسفر استفاده کردند که می تواند نانوذرات را تشکیل دهد. قبل از کاشت آنها در گیاهان، محققان این ذرات را در سیلیس پیچیده کردند تا از گیاهان در برابر آسیب محافظت کنند. این ذرات با قطر صدها نانومتر می توانند از طریق منافذ (منافذ کوچک روی سطح برگ) وارد گیاه شوند. این ذرات در یک لایه اسفنجی به نام مزوفیل جمع می شوند و در آنجا یک لایه نازک تشکیل می دهند.
این تیم این فناوری را بر روی تعدادی از گیاهان از جمله شاهی، تنباکو، ریحان، دیزی و گوش فیل آزمایش کردند و دریافتند که گیاهان پس از قرار گرفتن در معرض نورهای LED آبی تنها به مدت 10 ثانیه به مدت یک ساعت می درخشند. همانطور که انتظار می رود، نور در چند دقیقه اول درخشان ترین است و در یک ساعت بعد تاریک می شود.
نکته مهم این است که کاشت نانوذرات به عملکرد طبیعی گیاهان مانند فتوسنتز و تبخیر آب از طریق برگهای آنها آسیبی وارد نکرد.
آنها همچنین ثابت کردند که این روش می تواند برگ های گیاهی به نام گوش فیل تایلندی را روشن کند که ممکن است بیش از 1 فوت عرض داشته باشد و می تواند به عنوان منبع روشنایی در فضای باز استفاده شود.
این تیم گفت که هدف نهایی تلاش برای توسعه گیاهان نورانی است که بتوان از آنها برای روشن کردن غیرفعال خیابان ها یا سایر مناطق عمومی استفاده کرد تا مصرف انرژی لامپ های خیابانی کاهش یابد. گام بعدی برای رسیدن به این هدف، ترکیب نانوذرات آلومینات استرانسیم جدید با لوسیفراز اولیه است، به این امید که لومینسانس روشنتر و ماندگارتر شود.
اگر گیاهان زنده بتوانند به نقطه شروع فناوری پیشرفته تبدیل شوند، گیاهان ممکن است جایگزین شبکه ناپایدار برق و روشنایی شهری ما شوند که به نفع همه گونههای وابسته به گیاه، از جمله مردم است.
& quot;به نور قوی نیاز داریم که بتوان آن را به صورت پالس برای چند ثانیه منتقل کرد تا بتوان آن را شارژ کرد،" پاولو گوردیچوک، نویسنده اصلی مقاله و موسسه فناوری ماساچوست گفت."ما همچنین ثابت می کنیم که می توانیم از لنزهای بزرگ مانند لنزهای فرنل برای انتقال نور تقویت شده در فاصله بیش از 1 متر استفاده کنیم. این گام خوبی برای ایجاد نورپردازی در مقیاس بزرگ است که مردم می توانند از آن استفاده کنند."
این مطالعه در مجله progress of Science منتشر شد