Sciencemag.cz
Doporučujeme
Pomocí specializovaných nanočástic zabudovaných do listů rostlin vytvořili inženýři z MITu rostlinu vyzařující světlo, kterou lze nabíjet přirozeným světlem i pomocí LED diody.
První pokusy se svítícími rostlinami provedli na MITu již v roce 2017. Tehdy vložili do tkáně řeřichy enzymy luciferázu a luciferin (opět v podobě nanočástic, nikoliv genů kódujících příslušné proteiny), které využívají světlušky. Řeřichy pak dokázaly svítit po několik hodin, i když jen velmi slabě. (Poznámka: luciferáza je enzym, luciferin pigment, jehož oxidací se uvolňuje světlo.)
Nová generace září ve srovnání se svými předchůdci 10krát jasněji. Nanočástice tentokrát obsahují „optické kondenzátory“, které uchovávají pohlcené fotony. Základem je luminofor, který dokáže energii pohlceného ultrafialového nebo viditelného spektra zase vydávat v podobě déle trvající slabě fosforeskující záře. Použitým luminoforem je hlinitan strontnatý SrAl2O4, v rámci nanočástice obalený v oxidu křemičitém. (Poznámka PH: to snad aby mírně jedovaté stroncium rostlině neškodilo? Na druhé straně SrAl2O4 se, jak lze dohledat, používá do světélkujících hraček, takže to s ním zase tak strašné být nemůže.)
Částice o průměru několika stovek nanometrů mohou být do rostlin vpraveny skrze malé póry nacházející se na povrchu listů. Tyto nanočástice se pak hromadí v mezofylu (typ pletiva v listech a stonku), kde vytvářejí tenký film. Podle studie rostlině nijak neškodí.
Výzkumníci prokázali, že po 10 sekundách působení modré LED diody mohou jejich rostliny vyzařovat světlo asi hodinu. Záření bylo nejjasnější prvních pět minut a poté postupně sláblo. Experiment dále prokázal, že rostliny se mohou průběžně dobíjet po dobu nejméně dvou týdnů. Rostliny během té doby normálně fotosyntetizovaly a přijímaly/odpařovaly vodu. Po skončení experimentu se asi 60 % luminoforu podařilo z rostliny zpět extrahovat a šel použít v jiné rostlině.
Autoři výzkumu tvrdí, že výhledově zamýšlejí využívat tyto rostliny k veřejnému osvětlení – absorbovaly by světlo, část ho ukládaly a generovaly v delším intervalu, takže systém by (teoreticky) nevyžadoval vnější zdroj energie. Jak konzumace světla rostlinami, tak i jejich vyzařování lze dále ladit pomocí čoček a dalších optických technologií.
V nové generaci byly jako svítící rostliny úspěšně vyzkoušeny řeřicha, tabák a bazalka. A dále Colocasia gigantea („sloní ucho“, kolokázie), jejíž listy mohou být široké více než metr, což by se pro venkovní osvětlení hodilo.
Pavlo Gordiichuk et al, Augmenting the living plant mesophyll into a photonic capacitor, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abe9733
Zdroj: Massachusetts Institute of Technology / MIT News / Phys.org
Poznámka PH: Rostliny snad v přírodě na rozdíl od jiných typů organismů nesvětélkují, výjimkou je řasa obrněnka (on je to ovšem „jednobuněčný eukaryot“, klasifikuje se to dnes vůbec jako rostlina?).
