聖誕彩燈好美但費電,於是 MIT 做了一棵會發光的樹

作者 | 發布日期 2017 年 12 月 20 日 8:00 | 分類 奈米 , 生物科技 , 科技趣聞 follow us in feedly

不知道你有沒有過這種想法,在聖誕季,路過的商場五彩斑斕,街邊的樹上也掛滿彩燈,有那麼一瞬間你覺得好美、好適合拍照,但轉念又覺得這麼多燈好刺眼、好耗電。



之前有新聞是美國聖誕季裝飾性彩燈的每年用電量可達 66.3 億千瓦時,很多發展中國家一年用電量也達不到這個數字,比如非洲的薩爾瓦多、衣索比亞、坦尚尼亞等。

倒不是針對人人慶祝的節日,但如果有一天,我們能創造一種自行發光的樹,是不是不僅酷且還很有意義?

麻省理工大學研究人員最近把這個想法向前推進了一步。他們透過在葉片內嵌特殊的奈米顆粒,能讓植物發出近 4 小時的光。

▲ 光亮環境的植物(左)和黑暗環境的植物(右)。

儘管植物目前產生的光線還較暗(大概是閱讀光亮度的千分之一),但是隨著技術不斷最佳化,將來讓植物取代電子照明似乎不是不可能。

研究人員是怎麼讓植物發光的呢?

據麻省理工學院介紹,是受螢火蟲發光的啟發。研究人員利用螢光素酶、螢光素和輔酶 A,並將這 3 種成分分別包裝到不同類別的奈米顆粒載體。之後植物泡在有這些奈米顆粒的溶液中,溶液再透過高壓孔隙進入葉片。

▲ 奈米顆粒浸入,葉片色彩變深。

當然,這並不是研究人員第一次嘗試用這些酶來點亮植物。不過之前的實驗主要依靠基因程式設計,即在植物中編入螢光素酶基因,過程相對繁瑣,產生的光線很暗,應用的植物種類也不多(菸草和擬南芥),通常屬於植物遺傳學方面的研究。

而斯特拉諾教授此次採用的方法提高了效率,理論上也可用於任何類別的植物。到目前為止,研究人員能「點亮」的植物包括芝麻菜、甘藍、菠菜和豆瓣菜,成熟的苗木將是研究團隊下一步想要實驗的目標。

這項研究的進階作者麥可‧史川諾(Michael Strano)教授說:「我們的願景是製造一個可做檯燈甚至路燈的植物,它無需插電,透過自身的能量代謝就能發光。」

斯特拉諾教授參考一項研究資料指出,全球能源消耗量的 20% 用於照明,能在黑暗中發光的植物會緩解全球的用電壓力,且經實驗,這是一個可行的方法。

除了試驗不同的植物類別,研究人員也希望在作業方法上進一步改進,開發一種將奈米粒子直接噴塗或噴灑到植物葉片上的方法。

提高植物光線的亮度及持續時間,也是研究人員需考慮的事情。這需要他們對涉及的酶成分更濃縮,並改善它們在植物上的釋放方式。

植物既然能發光,那麼也就需要有一種能讓它不發光的方式。為此,研究團隊設計了一種螢光素酶抑制劑,透過添加該成分,我們就可以在需要時關閉這些「化學生物燈」。

斯特拉諾實驗室一直致力於植物奈米電子學的研究,希望透過內嵌不同類別的奈米粒子,賦予植物新的特徵。實驗室之前設計的植物可偵測爆炸物並將資訊傳到手機,有的還可以監測乾旱程度。

(本文由 36Kr 授權轉載;首圖來源:MITNews

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