Itsevalaisevat lehdet valaisevat kirjaa

Hohtavat kasvit valaisevat kodit ja kadut

Auringonvalo tai led-lampun välähdykset lataavat uudentyyppiset nanotekniset lehdet, jotka toimivat yö- tai katuvaloina.

Auringonvalo tai led-lampun välähdykset lataavat uudentyyppiset nanotekniset lehdet, jotka toimivat yö- tai katuvaloina.

Seon-Yeong Kwak / MIT

Pyörätien laitaa voivat tulevaisuudessa osittain valaista kasvit, jos on uskominen yhdysvaltalaisen MIT:n kemianinsinöörejä.

Heidän tavoitteenaan on kehittää itsevalaisevia kasveja, jotka voivat imeä ja sitten vähitellen luovuttaa valoa.

Aiemmin tutkijat ovat hakeneet innoitusta tutkimuksiinsa kiiltomadoista, mutta tuoreimmassa kokeessaan he käyttivät nanohiukkasia, joilla voidaan hallita ympäristöön leviävän valon määrää, ja siten ottivat ison askelen kohti sähkövalon korvaamista.

Nanohiukkaset kerääntyvät lehtisolukkoon

MIT:n insinöörit ujuttivat kasveihin lehtien pinnassa olevista ilmaraoista strontiumaluminaatti-nanohiukkasia eli tietyntyyppistä fosforia.

Hiukkaset kerääntyivät kalvoksi lehtisolukon sienimäiseen mesofylli-kerrokseen. Kun lehdet tämän jälkeen ladattiin altistamalla ne kymmenen sekunnin ajan voimakkaalle siniselle led-valolle, ne hohtivat seuraavan tunnin asteittain vähenevää valoa.

Lehden sisusta

Itsevalaisevan lehden nanohiukkaset takertuvat viherhiukkasiin, jotka huolehtivat yhteyttämisestä ja muodostavat valtaosan lehtisolukosta eli mesofyllistä lehden ylä- ja alapinnan valillä. Lehtisuonet (sininen) kuljettavat vettä.

© Shutterstock

Tutkijat ovat onnistuneet toistamaan kokeen eri kasvilajeilla, kuten tupakalla, basilikalla ja isovesikrassilla, jotka voivat imeä myös luonnonvaloa ja jotka voidaan "ladata" uudestaan kahden viikon ajan.

Nanohiukkaset toimivat kondensaattoreina, jotka virtapiireissä huolehtivat energian varastoimisesta ja luovuttamisesta. Lehdissä nanohiukkaset varastoivat fotoneja ja vapauttavat niitä vähitellen.

Toistaiseksi kasveja ei vielä voida käyttää valonlähteinä. Ne säteilevät metrin etäisyydelle vain sadasosan valosta, joka tarvittaisiin lukemiseen.

Silti tulos on iso harppaus eteenpäin verrattuna ensimmäisiin kokeisiin. Nyt kasvit hohtavat kymmenen kertaa niin voimakkaasti kuin tutkijoiden aloittaessa vuonna 2017, jolloin kasveja rikastettiin tulikärpästen lusiferaasi- ja lusiferiinientsyymeillä.

VIDEO: Katso MIT:n tutkijoiden aiempien kokeiden tulokset

Isot lehdet katulamppuina

Ykisi Science Advance -lehdessä julkaistun tutkimuksen päätelmistä on se, että strontiumaluminaattia ja lusiferaasia kannattaa todennäköisesti yhdistää, jotta itsevalaisevien lehtien valosta saadaan voimakkaampaa.

Toiveissa on, että tekniikan avulla saadaan kehitettyä edullinen vihreä valonlähde, joka ilmee valoa päivällä ja luovuttaa sitä yöllä käyttäen hyväksi kasvien kemiallista energiaa.

Seuraavaksi nanotekniikkaa yritetään ujuttaa thaimaalaisen norsunkorvan yli 30 senttiä leveisiin lehtiin, joista kaavaillaan katuvaloja.