Od grzybów, które świecą delikatnym zielonym blaskiem do planktonu, który mieni się błękitnym błyskiem, świecące rośliny nie są niczym nowym w przyrodzie. Teraz naukowcy wprowadzają to światło do roślin doniczkowych.
Według raportu opublikowanego w czasopiśmie Cell Press Matter z 27 sierpnia, naukowcy stworzyli świecące sukulentki, które doładowują się w świetle słonecznym. Wstrzyknięte z związkami emisyjnymi, rośliny mogą świecić w różnych kolorach i dorównywać małej lampce nocnej w pełnym blasku. Prosta, niedroga metoda może pomóc w stworzeniu fundamentu dla zrównoważonych, opartych na roślinach systemów oświetleniowych.
„Wyobraź sobie świat Avatar, gdzie świecące rośliny rozświetlają cały ekosystem,” mówi pierwsza autorka Shuting Liu z Południowo-Chińskiego Uniwersytetu Rolniczego. „Chcieliśmy uczynić tę wizję możliwą, wykorzystując materiały, z którymi już pracujemy w laboratorium. Wyobraź sobie świecące drzewa zastępujące latarnie uliczne.”
Świecąca zielenina nie jest nowym pomysłem. Wcześniejsze badania projektowały podobne rośliny z użyciem inżynierii genetycznej. Ale światło jest często blade i zazwyczaj dostępne jedynie w zielonym kolorze. Metody były również skomplikowane i kosztowne.
Zamiast nakłaniania komórek do świecenia poprzez modyfikację genetyczną, zespół wykorzystał cząstki fosforu pozasilaniańskiego – materiały podobne do tych znajdujących się w świecących zabawkach. Te związki absorbują światło i uwalniają je powoli w ciągu czasu.
Aby cząstki mogły przenikać przez tkanki liści, badacze musieli dopasować odpowiednią wielkość: około 7 mikrometrów, co stanowi mniej więcej szerokość czerwonej krwinki.
„Mniejsze, nanometrowe cząstki poruszają się łatwo wewnątrz rośliny, ale są słabsze,” mówi Liu. „Większe cząstki świecą jaśniej, ale nie mogą przechodzić daleko wewnątrz rośliny.”
Zespół wstrzyknął następnie cząstki do kilku gatunków roślin, w tym sukulentów i roślin nie-sukulentów, takich jak złoty epipremnum i czoika. Ale tylko sukulenty wykazały silne świecenie, dzięki wąskim, jednolitym i równomiernie rozłożonym kanałom wewnątrz liścia, które pomogły bardziej efektywnie rozpowszechnić cząstki. Po kilku minutach ekspozycji na światło słoneczne lub lampę LED wewnątrz pomieszczenia, zmodyfikowane rośliny świeciły nawet do dwóch godzin.
„To było naprawdę niespodziewane,” mówi Liu, zaznaczając, że początkowo myślała, że rośliny o lekkiej strukturze tkankowej sprawdziłyby się lepiej. „Cząstki rozprzestrzeniły się w kilka sekund, i cały liść sukulentu świecił.”
Korzystając z różnych rodzajów fosforu, badacze stworzyli rośliny, które świecą różnymi kolorami, w tym zielonym, czerwonym i niebieskim. Zbudowali nawet świecącą ścianę roślinną z 56 sukulentami, wystarczająco jasną, by oświetlić pobliskie obiekty i czytać teksty.
„Każda roślina potrzebuje około 10 minut na przygotowanie i kosztuje nieco ponad 10 juanów (około 1,4 USD), bez uwzględnienia kosztów pracy,” mówi Liu.
Światło świecących sukulentów z czasem gaśnie, a zespół nadal bada długoterminowe bezpieczeństwo materiałów dla roślin. Niemniej jednak, koncepcja ta może stanowić zrównoważoną alternatywę dla oświetlenia o niskim natężeniu na ścieżkach, w ogrodach czy dekoracjach wnętrznych. Zespół bada również, jak ta metoda może oświetlić rośliny poza sukulentami.
„Uważam to za niesamowite, że całkowicie wytworzone przez człowieka, mikroskopijne materiały mogą tak płynnie współpracować z naturalną strukturą rośliny,” mówi Liu. „Sposób, w jaki się integrują, jest niemal magiczny. Tworzy to specjalny rodzaj funkcjonalności.”
Praca została wsparta przez Narodową Naturalną Fundację Nauki Chin, Projekt Nauki i Technologii w Guangzhou oraz Fundację Badań Podstawowych i Stosowanych w Guangdong.
