Čínští vědci prostřednictvím luminiscenčních částic fosforu vytvořili první rostliny svítící ve tmě.
V článku publikovaném v časopise Matter vytvořili vědci sukulenty (rostliny, které mají hustá dužnatá pletiva pro ukládání vody), které svítí ve tmě a jsou dobíjeny slunečním světlem. Rostliny, do nichž byly vstříknuty sloučeniny vyzařující světlo, mohou zářit různými barvami a v nejjasnějším světle mohou konkurovat malým nočním lampám. Tato jednoduchá a levná metoda by podle autorů mohla položit základy udržitelných systémů osvětlení založených na rostlinách.
Jako ve filmu Avatar
„Představte si svět Avatara, kde svítící rostliny osvětlují celý ekosystém. Chtěli jsme tuto vizi realizovat pomocí materiálů, se kterými již pracujeme v laboratoři. Představme si svítící stromy, které nahradí pouliční lampy,“ říká Shuting Liu, první autor z Jihočínské zemědělské univerzity, kterého cituje Eureka Alert.
Svítící vegetace není nová myšlenka. Již v předchozích studiích byly podobné rostliny geneticky upraveny. Záře je však často tlumená a obvykle je k dispozici pouze v zelené barvě. Metody byly také složité a nákladné. Namísto vyvolání svícení buněk genetickou modifikací použil tým fosforové částice s luminiscenčním efektem, materiály podobné těm, které se nacházejí v hračkách svítících ve tmě. Tyto sloučeniny pohlcují světlo a pomalu ho v průběhu času uvolňují.
Aby částice mohly procházet tkání listů, museli vědci dosáhnout ideální velikosti: asi 7 mikrometrů, což je přibližně šířka červené krvinky.
„Menší částice o velikosti nanometrů se uvnitř rostliny pohybují snadno, ale jsou slabší. Větší částice zářily jasněji, ale nemohly se uvnitř rostliny pohybovat daleko,“ říká Liu.
Dvouhodinový efekt
Tým poté vstříkl částice do několika druhů rostlin, včetně sukulentů a nesukulentů, jako je zlatý potos a pak choi. Pouze sukulenty však vytvářely intenzivní záři, a to díky úzkým, rovnoměrným a rovnoměrně rozloženým kanálkům uvnitř listu, které napomáhaly účinnějšímu rozptylu částic. Po několika minutách vystavení slunečnímu světlu nebo vnitřnímu LED světlu zářily upravené rostliny až dvě hodiny.
„Bylo to opravdu nečekané,“ říká Liu s tím, že si původně myslel, že rostliny s provzdušněnou strukturou tkání budou fungovat lépe. „Částice se rozptýlily během několika sekund a celý list sukulentu se rozzářil.“
Pomocí různých typů fosforu vědci vytvořili rostliny, které svítí různými barvami, včetně zelené, červené a modré. Dokonce postavili svítící rostlinnou stěnu s 56 sukulenty, která byla dostatečně jasná, aby osvětlovala blízké předměty a umožňovala čtení textu.
„Příprava každé rostliny trvá asi 10 minut a stojí něco málo přes 10 jüanů (asi 1,4 dolaru) bez započtení práce,“ říká Liu.
Alternativní osvětlení
Světlo z jasných sukulentů časem slábne a tým stále zkoumá dlouhodobou bezpečnost rostlinných materiálů. Přesto by tento koncept mohl nabídnout udržitelnou alternativu pro osvětlení s nízkou intenzitou osvětlení na cestách, v zahradách nebo při výzdobě interiérů. Tým také zkoumá, jak by tato metoda mohla osvětlovat i jiné rostliny než sukulenty.
„Považuji za úžasné, že zcela umělý materiál v mikroměřítku se může tak hladce integrovat do přirozené struktury rostliny,“ říká Liu. „Způsob, jakým se integrují, je téměř magický. Vytváří zvláštní funkčnost.“
Výzvy a budoucnost
Navzdory pokrokům existují výzvy, které je třeba překonat, než bude možné tuto technologii zavést ve velkém měřítku. Jednou z hlavních překážek je trvanlivost svícení a účinnost světelného dobíjení. Výzkumníci pracují na zlepšení stability luminiscenčních částic, aby záře vydržela déle a rychleji se dobíjela.
Kromě toho se zkoumají metody, jak snížit výrobní náklady a zlepšit snadnost použití v různých typech rostlin. Otázkou je také environmentální a biologická bezpečnost částic, a proto probíhají studie, které mají zajistit, že nebudou mít nepříznivé účinky na ekosystém nebo lidské zdraví.
V budoucnu by tato technologie mohla způsobit revoluci v osvětlování našich prostor a nabídnout ekologickou a estetickou alternativu k tradičnímu elektrickému osvětlení. Časem bychom se mohli dočkat přirozeného osvětlení zahrad, které by vytvářelo snové noční scenérie.