藍色螢光好浪漫!不耗電的「生物發光」點綴法國小鎮

作者 | 發布日期 2022 年 05 月 02 日 0:00 | 分類 光電科技 , 生物科技 line share follow us in feedly line share
藍色螢光好浪漫!不耗電的「生物發光」點綴法國小鎮


停電時怎麼辦?法國新創公司研發出照明新科技,就算沒電也能讓入夜後小鎮街道微微發亮。

這是電影場景?不,這是法國小鎮

入夜後的巴黎近郊小鎮朗布耶(Rambouillet),河岸街道被綠松石般螢光照亮,宛如科幻電影場景。

這種新照明模式稱為「生物發光」(bioluminescence),螢光背後動力來源不是電力,而是靠有機生命體的自然光,由法國新創公司Glowee研發應用。

 

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▲ Glowee去年6月首次嘗試在戶外裝設生物發光的小型照明燈,地點就選在法國小鎮朗布耶。

夜晚一到,小鎮曖曖內含光

從去年開始,Glowee就與法國小鎮朗布耶合作,於COVID-19疫苗接種中心設置圓柱形藍色光源,取代一部分路燈。

不少民眾打完疫苗後,會引導至休息區等待,就沐浴在一盞盞令人放鬆的藍色螢光下,體驗新型照明設備。除了接種中心,Glowee的螢光沒多久也分布至朗布耶廣場樹蔭,取代一小部分照明設施。巴黎其他城鎮也陸續加入Glowee的實驗,如首都戴高樂機場(Charles de Gaulle Airport)也在螢光計畫內。

取自自然的發光現象

生物發光其實是種自然界常見的現象,如螢火蟲、真菌或深海魚類,都有類似發光功能,透過生物體內化學反應產生光源。以螢火蟲來說,透過發光吸引配偶;有些海藻類因水體攪動受刺激發光;深海魚類如約氏黑鮟鱇(Melanocetus johnsonii)會靠頭上細菌發光,吸引獵物靠近捕食。

 

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▲ Glowee工作人員在疫苗接種中心外街道測試和調整生物發光亮度。

▲ 美國聖地牙哥靠近太平洋的海水,因藻華(algae bloom)夜晚發光。(Source:達志影像)

用光新哲學

Glowee正是取用自然界本有的發光奇觀,收集法國海岸邊廣泛分布的海洋細菌費氏弧菌(Aliivibrio fischeri),當作照明的新工具。

「我們的目標是想改變城市用光的模式,創造出更尊重公民、環境和生物多樣性的在地氛圍,藉著輸入替代性用光新哲學。」Glowee創辦人兼執行長瑞(Sandra Rey)說。

可以開燈也能關燈

Glowee將特殊細菌放在充滿鹽水的水管,讓它們循環流動,宛如發光的水族箱。

生物發光的過程原是生物體內新陳代謝的正常反應,因此不需任何能源,只要提供細菌活動所需食物即可。

這也成為Glowee操作光的關鍵,綜合營養素跟著空氣加壓泵入水管,提供細菌足夠氧氣,細菌就能維持發光。假如想「關燈」,只要切斷空氣,細菌就能轉成厭氧狀態停止發光。

沒電也能發光

瑞也相信,生物發光未來是種可行的節約手段,畢竟1879年傳統燈泡問世後,人類照明的方式並沒有改變太多,即便1960年推出LED燈泡,增進發光效率,但這些照明方式仍舊仰賴電力,而生產電力又需倚賴燃燒化石燃料。

瑞表示:「與製造LED燈泡相比,生物發光消耗水較少,製造的二氧化碳更少,且這些液體可生物分解(biodegradable)。雖然看上去生物發光流明少於LED燈,但相較LED燈電力使用少非常多。」

▲ 會發光的櫛水母動物(Bolinopsis infundibulum)。(Source:Flickr/https://ultrabem.com CC BY 2.0)

發光長椅指日可待

目前Glowee只生產幾種發螢光的裝置,未來會嘗試研發更多款式,像是街上發光的長椅。

古人:已知用光

嚴格來說Glowee之前,人類早知道如何利用生物發光當成照明工具,歷史最早可追溯到西元前350年,希臘哲學家亞里斯多德(Aristotle)將螢火蟲的光稱為「冷光」;煤礦工人進入礦井前也會捕捉螢火蟲放入罐子充當照明工具,因礦井不能點任何蠟燭提燈或有小火苗,避免釀成大悲劇。

但將生物發光設計為城市照明並實驗成功的,Glowee是第一個。Glowee也積極與其他國家比利時、瑞士、葡萄牙協議。

離大量生產或許還很遠

雖然Glowee有美好前景,但美國范德比大學(Vanderbilt University)生物科學教授約翰遜(Carl Johnson)認為,要大量生產生物發光照明設備,還有很多困難需要克服。

「第一,你必須餵養那些細菌,並在它們生長時稀釋。第二,裝置仰賴溫度調適,我很懷疑冬天時有沒有用。第三,與用電照明相比,生物發光黯淡許多,但Glowee可能會提高亮度。」約翰遜分析。

不容易但值得一試

英國卡地夫大學(Cardiff University)投入細菌生物發光研究的生物科學講師威廉姆斯(Catrin Williams)也認同培養細菌、讓細菌長期活著不是易事,但如果不靠細菌,「化學發光」(chemiluminescence)也未嘗不可,例如從細菌擷取有發光作用的螢光素酶(Luciferase),製造不放入細菌就能產生光的裝置,這類作法行得通,Glowee也正朝這方向努力。

威廉姆斯肯定地說:「Glowee的研發非常新穎和創新,且棒極了。」

(本文由 地球圖輯隊 授權轉載;首圖來源:Glowee