news.mit.edu Представьте себе, что вместо включения лампы, когда становится темно, вы можете почитать книгу от света светящегося растения на вашем столе.
Инженеры MIT сделали первый шаг к тому, чтобы сделать это видение реальностью. Встраивая специализированные наночастицы в листья растения кресс-салата, они заставляли растения выделять тусклый свет почти в течение четырёх часов.
Нанобионические растения— это новая область исследований, впервые созданная лабораторией MIT. Она направлена на то, чтобы придать растениям новые качества, внедряя их в различные типы наночастиц.
Цель группы состоит в том, чтобы спроектировать растения для выполнения многих функций, выполняемых в настоящее время электрическими устройствами. Исследователи предварительно разработали растения, которые могут обнаруживать взрывчатые вещества и передавать эту информацию на смартфон, а также растения, которые могут контролировать количество влаги в почве.
Освещение, на которое приходится около 20 процентов мирового потребления электроэнергии, оказалось логичной следующей целью. Растения могут восстанавливаться, у них есть собственная энергия, и они уже адаптированы к окружающей среде. Учёные считают, что это идея, время которой пришло. Это просто идеальная задача для нанобионики .
Чтобы создать свои светящиеся растения, команда Массачусетского технологического института обратилась к люциферазе, ферменту, который даёт светлячкам возможность светиться.
Команда MIT упаковывала каждый из этих трёх компонентов в иной тип носителя наночастиц. Все эти частицы сделаны из материалов, которые US Food and Drug Administration классифицирует как «обычно считающиеся безопасными». Они помогают каждому компоненту попасть в правильную часть растения. Они также препятствуют достижению таких концентраций компонентов, которые могут быть токсичными для растений.
Исследователи использовали кремниевые наночастицы диаметром около 10 нанометров для переноса люциферазы и несколько более крупные частицы полимеров PLGA и хитозана для переноса люциферина и кофермента А соответственно. Чтобы доставить частицы в листья кресс-салата, исследователи сначала приготавливали суспензию частиц в растворе. Затем растения погружали в раствор, и подвергали воздействию высокого давления, что позволяло частицам проникать в листья через крошечные поры, называемые устьицами.
Предыдущие разработки по созданию светоизлучающих растений основывались на генетически-модифицированных растениях, чтобы внедрить в них ген люциферазы, но это трудоёмкий процесс, который дает чрезвычайно тусклый свет. Эти исследования проводились на растениях табака и других растениях , которые обычно используются для генетических исследований. Однако метод, разработанный лабораторией MIT, можно использовать на любом типе растения. Учёные, в дополнение к кресс-салату, продемонстрировали это с рукколой, капустой и шпинатом.
Для будущих версий этой технологии исследователи надеются разработать другой способ окраски или напыления наночастиц на листья растений, что позволило бы превратить деревья и другие крупные растения в источники света.
Исследование было опубликовано в журнале Nano Letters.
Свежие комментарии