Используя специализированные наночастицы, встроенные в листья растений, инженеры Массачусетского технологического института создали светоизлучающие растения, которые можно неоднократно заряжать светодиодом. После 10 секунд зарядки они могут снова ярко светить в течение нескольких минут.
Известно, что эти растения могут производить свет в 10 раз ярче, чем первое поколение светящихся растений, о которых исследовательская группа заявила ещё четыре года назад.
Сообщается, что частицы также могут увеличить светопродукцию любого другого типа светоизлучающих растений, в том числе тех, которые ранее были разработаны лабораторией. Эти растения используют наночастицы, содержащие фермент люциферазу, который содержится в светлячках. Способность смешивать и сочетать функциональные наночастицы, введенные в живое растение, для получения новых функциональных свойств является примером развивающейся области “нанобионики растений”.
Лаборатория Страно уже несколько лет работает в новой области науки, целью которой является придание растениям новых свойств путем встраивания в них различных типов наночастиц. Их первое поколение светоизлучающих растений содержало частицы, которые несут люциферазу и люциферин, работающие вместе для свечения. Используя эти частицы, исследователи создали растения кресс-салата, которые могли излучать тусклый свет (примерно в одну тысячную от количества, необходимого для чтения) в течение нескольких часов.
Для создания своего “светового конденсатора” в новом исследовании ученые решили использовать материал, известный как люминофор. Эти материалы могут поглощать видимый или ультрафиолетовый свет, а затем медленно испускать его в виде фосфоресцирующего свечения. Исследователи использовали соединение, называемое алюминатом стронция, которое может образовываться в наночастицы, в качестве их фосфора. Прежде чем встраивать их в растения, они покрыли частицы кремнеземом, который защищает растение от повреждений.
Частицы диаметром в несколько сотен нанометров могут проникать в растения через небольшие поры, расположенные на поверхности листьев. Они накапливаются в губчатом слое, называемом мезофиллом, где образуют тонкую пленку. По мнению специалистов, мезофилл живого растения создается для отображения этих фотонных частиц, не причиняя вреда растению.
Эта пленка может поглощать фотоны либо от солнечного света, либо от светодиода. После 10 секунд воздействия синего светодиода растения в процессе проведения экспериментов, как отмечается, могли излучать свет в течение примерно часа. Свет был самым ярким в течение первых пяти минут, а затем постепенно уменьшался. Их можно непрерывно подзаряжать в продолжение полумесяца.
Подробнее об этом можно прочитать в журнале Science Advances.
