Ученые MIT нашли безопасный способ создания светящихся растений
Ученые Массачусетского технологического института в своем новом эксперименте смогли в 10 раз увеличить силу свечения модифицированных с помощью нанобионики растений. Также удалось заметно продлить продолжительность свечения – 10-секундного включения синих светодиодов хватало для «зарядки» растений на час свечения. Конечная цель ученых – создать растения, которые смогут безопасно для себя освещать города ночью за счет модернизированного механизма фотосинтеза.
В прошлом эксперименте ученые не смогли добиться яркого свечения так, чтобы не повредить здоровью самих растений. Усовершенствованные импланты из наночастиц теперь не вредят фотосинтезу и испарению воды, а также заставляют растения светиться в десять раз ярче.
Ключевым в новом исследовании стала замена люциферазы и люциферина, которые заставляют светиться светлячков, на люминофорные материалы, например наночастицы из алюмината стронция. Механизм действий последних заключается в поглощении и сохранении видимого и ультрафиолетового света, а затем медленном выделении света в форме фосфоресценции.
Наночастицы покрыли кремнеземом, чтобы обезопасить структуры растений. Затем частицы через поры проникли в листья и накопились в мезофилле – ткани, отвечающей за фотосинтез. Ученые проверили новый подход на кресс-салате, табаке, базилике, маргаритках и алоказии.
Рисунок из статьи Gordiichuk et al. Augmenting the living plant mesophyll into a photonic capacitor, опубликованной в журнале Science Advances – ВМ.
10 секунд воздействия синих светодиодов на растения хватило для часового свечения. Но яркость свечения пока нестабильна – в первые несколько минут она максимальна, а затем постепенно снижается.
Исследователи рассчитывают в следующем эксперименте объединить алюминат стронция с новыми частицами для более яркого и устойчивого свечения.
Эксперименты ученых относятся к новой научной области – нанобионике растений. Она исследует влияние внедренных наночастиц на новые возможности. Ранее ученые Массачусетского технологического института создали шпинат, помогающий найти взрывчатку, кресс-салат, светящийся в темноте, и растения, сигнализирующие о нехватке воды.
Виталий Мосеев, Хайтек+
