Ievērojama enerģijas izmantošanas daļa tiek izmantota apgaismojumam, tāpēc MIT zinātnieki izstrādā jaunu pasīvo apgaismojumu - noctilucent augus. Jaunākajā eksperimentā komanda ir likusi tiem izstarot spilgtāku gaismu nekā pirmās paaudzes augi, nekaitējot viņu veselībai. Jaunais&lauks; augu nano bionika" ietver nanodaļiņu iestrādāšanu augos, lai tiem piešķirtu jaunas iespējas.
MIT komandas iepriekšējais darbs ir radījis augus, kas izstaro gaismu. Tagad pētnieki ir paaugstinājuši spilgtumu līdz praktiskākam līmenim. Šo augu radītā gaisma ir 10 reizes spilgtāka nekā pirmās paaudzes gaismas augi, par kuriem pētnieku grupa ziņoja 2017. gadā.
& quot;Mēs vēlamies izveidot sava veida gaismas augus, kas absorbēs un uzglabās daļu gaismas, un pēc tam to pakāpeniski atbrīvos," teica Maikls Strano, MIT ķīmijas inženierijas profesors."Šis ir liels solis ceļā uz augu apgaismojumu."
Strano un viņa līdzstrādnieki vēlas izveidot komponentus, kas pagarina gaismas ilgumu un padara to gaišāku. Viņi nāca klajā ar ideju izmantot kondensatorus, kas ir daļa no ķēdes, kas var uzglabāt elektroenerģiju un vajadzības gadījumā to atbrīvot. Luminiscējošiem augiem var izmantot fotoelektriskos konteinerus, lai uzglabātu gaismu fotonu veidā un pēc tam laika gaitā pakāpeniski atbrīvotu gaismu.
Lai izveidotu savu" fotoelektrisko konteineru", pētnieki nolēma izmantot materiālu, ko sauc par fosforu. Šie materiāli var absorbēt redzamo vai ultravioleto gaismu un pēc tam lēnām atbrīvot tos fosforescences veidā.
Pētnieki izmantoja savienojumu, ko sauc par stroncija aluminātu, kā fosforu, kas var veidot nanodaļiņas. Pirms to implantēšanas augos pētnieki iesaiņoja daļiņas silīcija dioksīdā, lai pasargātu augus no bojājumiem. Šīs daļiņas ar diametru simtiem nanometru var iekļūt augā caur porām (mazas poras uz lapas virsmas). Šīs daļiņas sakrājas porainā slānī, ko sauc par mezofilu, kur tās veido plānu plēvi.
Komanda izmēģināja tehnoloģiju ar vairākiem augiem, tostarp kresām, tabaku, baziliku, margrietiņu un ziloņu ausīm, un atklāja, ka augi spīd stundu pēc zilās LED gaismas iedarbības tikai 10 sekundes. Kā jau varēja gaidīt, gaisma ir visspilgtākā pirmajās minūtēs un pēc tam kļūst tumšāka nākamajā stundā.
Svarīgi, ka nanodaļiņu implantācija nebojāja parastās augu funkcijas, piemēram, fotosintēzi un ūdens iztvaikošanu caur to lapām.
Viņi arī pierādīja, ka šī metode var apgaismot augu, ko sauc par Thai Elephant Ear, lapas, kuras var būt vairāk nekā 1 pēdas platas un var tikt izmantotas kā āra apgaismojuma avots.
Komanda norādīja, ka galvenais mērķis ir mēģināt izstrādāt gaismas iekārtas, ko var izmantot, lai pasīvi apgaismotu ielas vai citas sabiedriskās zonas, lai samazinātu ielu lampu enerģijas patēriņu. Nākamais solis šī mērķa sasniegšanai ir jauno stroncija alumināta nanodaļiņu apvienošana ar agrīno luciferāzi, cerot padarīt luminiscenci gaišāku un noturīgāku.
Ja dzīvie augi var kļūt par progresīvu tehnoloģiju sākumpunktu, augi var aizstāt mūsu neilgtspējīgo pilsētas elektroenerģijas un apgaismojuma tīklu, kas nāks par labu visām no augiem atkarīgām sugām, tostarp cilvēkiem.
& quot;Mums ir vajadzīga spēcīga gaisma, ko dažas sekundes var pārraidīt impulsu veidā, lai to varētu uzlādēt," teica Pavlo Gordiichuk, darba vadošais autors un Masačūsetsas Tehnoloģiju institūts." Mēs arī pierādam, ka varam izmantot lielas lēcas, piemēram, Fresnel lēcas, lai pārraidītu pastiprinātu gaismu attālumā, kas pārsniedz 1 metru. Tas ir labs solis ceļā uz liela mēroga apgaismojuma izveidi, ko cilvēki var izmantot."
Pētījums tika publicēts zinātnes progresa žurnālā
