Hava karardığında, ışığı yakmak yerine masanızdaki parıldayan bitkileri okuyabileceğinizi hayal edin. Bu nasıl bir deneyim?
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) mühendisleri, bu vizyonu gerçekleştirme sürecinde kritik bir ilk adımı attılar. Mühendisler, su teresinin yapraklarına özel nanoparçacıklar yerleştirdi ve su teresinin yaklaşık dört saat boyunca parlamasına neden oldu. Daha fazla optimizasyonla bu aydınlık bitkinin bir gün bir çalışma alanını aydınlatmak için yeterli olacağına inanıyorlar.
MIT'de kimya mühendisliği profesörü ve çalışmanın kıdemli yazarı Michael Strano, fikirlerinin masa lambası olarak kullanılabilecek bir bitki yaratmak olduğunu söyledi - gücün açılmasına gerek yok ve ışık kaynağı sonuçta mahsulün kendisinden gelir. Enerji metabolizması.
Araştırmacı, bu teknolojinin düşük yoğunluklu iç mekan aydınlatması sağlamak veya ağaçları kendi kendine sağlanan devre ışıklarına dönüştürmek için de kullanılabileceğini söyledi.
Strano, aydınlatmanın küresel enerji tüketiminin yaklaşık %20'sini oluşturduğunu ve bitkilerin kendilerini tamir edebildiklerini, kendi enerjilerine sahip olduklarını ve dış ortama uyum sağladıklarını söyledi. Zamanın geldiğine inanıyorlar.
Strano laboratuvarı tarafından oluşturulan yeni bir araştırma alanı, bitkilere farklı türlerde nanoparçacıklar implante ederek bitkilere yeni özellikler kazandırmayı amaçlayan Bitki nanobiyonikleri olarak adlandırılıyor.' ekibinin amacı, elektrik tesisatları tarafından sağlanan işlevlerin çoğunu değiştirmek için tesisleri dönüştürmektir. Daha önce araştırmacılar, patlayıcıları algılayabilen ve akıllı telefonlara bilgi aktarabilen bitkilerin yanı sıra kuraklık koşullarını izleyebilen bitkiler tasarladılar.
Lusiferazın ateşböceklerinin parlamasını sağlayan bir enzim olduğu bildirilmektedir. Işık yayan bitkiler yapmak için MIT ekibi bu enzime yöneldi. Lusiferaz, lusiferinin ışık yaymasını sağlayan lusiferin adı verilen bir molekül üzerinde hareket eder. Ko-enzim A (ko-enzim A) olarak adlandırılan başka bir molekül, lusiferazın aktivitesini engelleyebilen reaksiyonun yan ürünlerini ortadan kaldırarak lüminesans sürecinin başarılmasına yardımcı olabilir.
Araştırma ekibi, bu üç bileşeni farklı tipte nanoparçacık taşıyıcılarda paketledi. Bu nanoparçacıkların tümü, ABD Gıda ve İlaç Dairesi'nin"genel olarak güvenli kabul edilen" Her bir bileşenin bitkinin doğru kısmına ulaşmasına yardımcı olmak için. Nanopartiküller, bu bileşenlerin bitkilerde toksin üretebilecek konsantrasyonlara ulaşmasını da önleyebilir.
Araştırmacılar, lusiferazı taşımak için yaklaşık 10 nanometre çapında silika nanoparçacıkları kullandılar ve ardından lusiferin ve koenzimleri taşımak için sırasıyla biraz daha büyük polimerler PLGA (polimerler PLGA) ve kitosan parçacıkları (kitosan) kullandılar. A. Bu parçacıkların bitki yapraklarına girmesine izin vermek için, araştırmacılar önce bu parçacıkları bir çözelti içinde askıya aldılar, sonra bitkileri çözelti içinde ıslattılar ve daha sonra bu parçacıkların yapraklara küçük gözeneklerden (stomalar) girmesini sağlamak için yüksek basınca maruz bıraktılar. ).
Lusiferin ve koenzim A'yı serbest bırakan partiküller mezofilin hücre dışı boşluğunda (yani yaprağın iç tabakasında) birikir, lusiferaz taşıyan küçük partiküller ise mezofili oluşturan hücrelere girer. PLGA parçacıkları yavaş yavaş lusiferini serbest bıraktıktan sonra, lusiferin bitki hücresine girer ve lusiferaz, lusiferinin ışık yaymasını sağlamak için hücrede kimyasal olarak reaksiyona girer.
Başlangıçta araştırma ekibi tarafından yapılan bitki yaklaşık 45 dakika boyunca parladı. İyileştirmeden sonra, parlama süresi 3,5 saate çıkarıldı. 10 cm'lik bir su teresi fidesi, okuma için şu anda gerekli olan ışık miktarının binde birini üretse de, araştırmacılar, her bir bileşenin konsantrasyonunu ve salım oranını daha da optimize ederek, ışık miktarının artırılabileceğine ve ışık yayma süresinin artırılabileceğine inanıyorlar. uzatılsın.
Önceleri ışık yayan bitkilerin üretimi genetiğiyle oynanmış bitkilere dayanıyordu ama bu zahmetli bir süreçti ve yayılan ışık çok zayıftı. Ayrıca bu çalışmaların tamamı bitki genetik araştırmalarında sıklıkla kullanılan tütün ve Arabidopsis thaliana üzerinde yürütülmektedir. Ancak MIT araştırma ekibinin geliştirdiği yöntem her türlü bitkiye uygulanabiliyor. Şu anda su teresinin yanı sıra roka, karalahana ve ıspanakla da bunu kanıtlamış durumdalar.
Gelecekte MIT, ağaçları ve diğer büyük bitkileri ışık kaynaklarına dönüştürmek için bitki yapraklarına nanoparçacıkları kaplamak veya püskürtmek için bir yöntem geliştirmeyi umuyor.
Strano, bitkinin fide veya olgun bir bitki olduğu zaman teknik bir işlem yapmayı ve bitkinin' yaşam döngüsü boyunca rol oynamaya devam etmesini sağlamayı düşündüklerini belirtti.
Araştırma ekibi ayrıca, ışık kaynağını kapatmak için floresan inhibitörleri taşıyan nanopartiküllerin eklenmesini de gösterdi; bu, çevresel koşullardaki (güneş ışığı gibi) değişikliklere göre ışık kaynağını kapatabilen bitkiler oluşturmalarına yardımcı oldu.
Araştırmanın ABD Enerji Bakanlığı'ndan finansal destek aldığı bildiriliyor.
