Ímyndaðu þér að þegar það er dimmt geturðu lesið í gegnum glóandi plönturnar á skrifborðinu þínu í stað þess að kveikja ljós. Hvers konar reynsla er þetta?
Verkfræðingar Massachusetts Institute of Technology (MIT) hafa tekið mikilvægt fyrsta skref í því ferli að veruleika þessarar framtíðarsýnar. Verkfræðingar græddu sérstakar nanóagnir í lauf kersins, sem fékk hana til að glóa í næstum fjórar klukkustundir. Þeir telja að með frekari hagræðingu muni þessi lýsandi verksmiðja einn daginn duga til að lýsa upp vinnurými.
Michael Strano, prófessor í efnaverkfræði við MIT og yfirhöfundur rannsóknarinnar, sagði að hugmynd þeirra væri að búa til plöntu sem hægt er að nota sem skrifborðslampa - ekki þarf að kveikja á rafmagninu og ljósgjafann. kemur að lokum frá ræktuninni sjálfri. Orkuefnaskipti.
Rannsakandi sagði að þessa tækni væri einnig hægt að nota til að veita lágstyrka innilýsingu, eða til að breyta trjám í sjálfsafhenda hringrásarljós.
Strano sagði að lýsing standi fyrir um 20% af orkunotkun á heimsvísu og plöntur geti gert við sig sjálfar, haft sína eigin orku og aðlagast ytra umhverfi. Þeir trúa því að tíminn sé kominn.
Nýtt rannsóknarsvið sem Strano rannsóknarstofan skapaði heitir Plant nanobionics, sem miðar að því að gefa plöntum nýja eiginleika með því að græða mismunandi gerðir af nanóögnum í plöntur. Markmið teymis' er að umbreyta plöntum til að koma í stað margra þeirra aðgerða sem raforkuvirki veita. Áður hafa vísindamenn hannað plöntur sem geta greint sprengiefni og sent upplýsingar í snjallsíma, auk plöntur sem geta fylgst með þurrkaskilyrðum.
Það er greint frá því að lúsiferasi sé ensím sem lætur eldflugur ljóma. Til þess að búa til plöntur sem gefa frá sér ljós sneri MIT teymið sér að þessu ensími. Luciferasi virkar á sameind sem kallast luciferin, sem getur látið lúsiferín gefa frá sér ljós. Önnur sameind sem kallast sam-ensím A (sam-ensím A) getur hjálpað til við að ná fram ljómunarferlinu með því að fjarlægja aukaafurðir efnahvarfsins sem geta hindrað virkni lúsiferasa.
Rannsóknarteymið pakkaði þessum þremur íhlutum í mismunandi gerðir nanóagnabera. Þessar nanóagnir eru allar gerðar úr efnum sem Matvæla- og lyfjaeftirlit Bandaríkjanna flokkar sem"almennt talið öruggt" til að hjálpa hverju innihaldsefni að ná réttum hluta plöntunnar. Nanóagnir geta einnig komið í veg fyrir að þessir þættir nái styrk sem getur framleitt eiturefni fyrir plöntur.
Rannsakendur notuðu kísilnanóagnir með um það bil 10 nanómetra þvermál til að bera lúsiferasa og notuðu síðan aðeins stærri fjölliður PLGA (fjölliður PLGA) og kítósan agnir (kítósan) til að bera lúsíferín og kóensím, í sömu röð. A. Til þess að leyfa þessum ögnum að komast inn í plöntulauf, settu rannsakendur þessar agnir fyrst í lausn, lögðu síðan plönturnar í bleyti í lausninni og útsettu þær síðan fyrir miklum þrýstingi til að láta þessar agnir komast í blöðin í gegnum örsmáar svitaholur ).
Agnirnar sem losa lúsíferín og kóensím A safnast fyrir í utanfrumurými mesófýlsins (þ.e. innra lag blaðsins) á meðan litlu agnirnar sem bera lúsíferasa komast inn í frumurnar sem mynda mesófýlið. Eftir að PLGA agnirnar losa smám saman lúsíferín fer lúsíferínið inn í plöntufrumuna og lúsiferasinn hvarfast efnafræðilega í frumunni til að láta lúsíferínið gefa frá sér ljós.
Upphaflega ljómaði plantan sem rannsóknarhópurinn gerði í um 45 mínútur. Eftir bata var ljómatíminn aukinn í 3,5 klst. Þrátt fyrir að 10 cm krísa ungplöntur framleiði einn þúsundasta af því magni ljóss sem nú þarf til að lesa, telja vísindamenn að með því að hagræða enn frekar styrk og losunarhraða hvers efnis sé hægt að auka ljósmagnið og gefa út ljós. vera framlengdur.
Áður fyrr byggðist framleiðsla ljósplantna á erfðabreyttum plöntum, en þetta var vandræðalegt ferli og ljósið sem var gefið frá sér mjög veikt. Þar að auki eru þessar rannsóknir allar gerðar á tóbaki og Arabidopsis thaliana, sem eru oft notuð í plöntuerfðafræðilegum rannsóknum. Hins vegar er hægt að beita aðferðinni sem þróað var af MIT rannsóknarteyminu á hvers kyns plöntur. Í augnablikinu hafa þeir, auk vatnakarsa, sannað þetta með rucola, grænkáli og spínati.
Í framtíðinni vonast MIT til að þróa aðferð til að húða eða úða nanóögnum á plöntublöð til að breyta trjám og öðrum stórum plöntum í ljósgjafa.
Strano lýsti því yfir að þeir hygðust framkvæma tæknilega meðferð þegar plöntan er ungplöntur eða fullþroskuð planta, og láta hana halda áfram að gegna hlutverki í gegnum líftíma plöntunnar'.
Rannsóknarteymið sýndi einnig fram á að nanóögnum var bætt við flúrljómunarhemlum til að slökkva á ljósgjafanum, sem hjálpaði þeim að búa til plöntur sem geta slökkt á ljósgjafanum í samræmi við breytingar á umhverfisaðstæðum (svo sem sólarljósi).
Greint er frá því að rannsóknin hafi notið fjárstuðnings frá bandaríska orkumálaráðuneytinu.
