Ein erheblicher Teil der eingesetzten Energie wird für die Beleuchtung verwendet, daher entwickeln Wissenschaftler des Massachusetts Institute of Technology eine neue passive Beleuchtung – Leuchtpflanzen. Im neuesten Experiment hat das Team dafür gesorgt, dass sie ein helleres Licht ausstrahlen als die Pflanzen der ersten Generation, ohne ihre Gesundheit zu beeinträchtigen. Das aufstrebende Gebiet der"Pflanzen-Nanobionik" beinhaltet das Einbetten von Nanopartikeln in Pflanzen, um ihnen neue Fähigkeiten zu verleihen.
Frühere Arbeiten des MIT-Teams haben Pflanzen geschaffen, die elektrische Signale senden können, wenn Wasser benötigt wird, Spinat, der zum Aufspüren von Sprengstoffen verwendet werden kann, und Kresse, die im Dunkeln leuchtet.
Obwohl der letzte Punkt sehr interessant ist, ist seine Leuchtkraft nicht so hell, dass er als besonders hell bezeichnet werden kann - er ähnelt den leuchtenden Plastiksternen, die viele von uns in jungen Jahren an der Decke befestigt haben, und es hilft nicht die Endverwendung von passiver Beleuchtung.
Jetzt haben Forscher die Helligkeit auf ein praktischeres Niveau erhöht. Der Schlüssel besteht darin, die lumineszierenden Komponenten aus Luciferase und Luciferin zu entfernen - dem Phosphormaterial, das das Glühwürmchen zum Leuchten bringt. Diese Materialien absorbieren und speichern sichtbares und ultraviolettes Licht und geben es langsam in Form von Phosphoreszenz ab.
In diesem Fall verwendete das Forscherteam Nanopartikel aus Strontiumaluminat als Leuchtstoffe und beschichtete sie mit Silikat, um die Pflanzen nicht zu schädigen. Diese Partikel werden dann durch die Poren in die Blätter injiziert und sammeln sich schließlich in einer Schicht an, die als Mittelblatt bezeichnet wird.
Nachdem sie Sonnenlicht oder LEDs ausgesetzt wurden, leuchten diese Pflanzen grün. Das Forschungsteam testete diese Technologie an einer Reihe von Pflanzen, darunter Kresse, Tabak, Basilikum, Gänseblümchen und Elefantenohren und stellte fest, dass die Pflanzen nur 10 Sekunden lang blauem LED-Licht ausgesetzt werden und bis zu einer Stunde leuchten. Erwartungsgemäß ist das Licht in den ersten Minuten am hellsten und wird in der nächsten Stunde gedimmt.
Dieses Licht ist 10-mal heller als die vorherige Technologie. Wichtig ist, dass die Implantation von Nanopartikeln die normalen Funktionen der Pflanze, wie die Photosynthese und die Verdunstung von Wasser durch ihre Blätter, nicht beeinträchtigt.
Das ultimative Ziel des Teams sei es, leuchtende Pflanzen zu entwickeln, mit denen Straßen oder andere öffentliche Bereiche passiv beleuchtet und der Energieverbrauch von Straßenlaternen gesenkt werden können. Der nächste Schritt, um dieses Ziel zu erreichen, besteht darin, die neuen Strontiumaluminat-Nanopartikel mit der frühen Luciferase zu kombinieren, um das Licht heller und langlebiger zu machen.
Wenn lebende Pflanzen der Ausgangspunkt fortschrittlicher Technologie sein können, können Pflanzen unser derzeitiges nicht nachhaltiges städtisches Strom- und Beleuchtungsnetz ersetzen, sodass alle Arten, die auf Pflanzen angewiesen sind, einschließlich der Menschen, gemeinsam davon profitieren. Die Forschung wurde in der Zeitschrift"Science Advances" veröffentlicht.
