Naturalne latarnie. Czy rośliny świecące w ciemności na stałe zagoszczą w miastach?20.09.2021

Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology wierzą, że ich projekt stanowi kamień milowy w rozwoju nanobioniki, a jednocześnie nie zagraża naturalnym środowiskom. 

Badania zespołu eksperckiego z MIT, które zostały niedawno opublikowane w specjalistycznym periodyku „Science Advances", stanowią przedłużenie prac prowadzonych na tym samym uniwersytecie w 2017 roku. – Chcieliśmy wtedy zmodyfikować rośliny w taki sposób, aby absorbowały światło, przechowywały jego część, a następnie stopniowo je emitowały – wspomina w oficjalnym oświadczeniu Michael Strano, profesor inżynierii chemicznej. – Był to duży krok w stronę tworzenia nowej formy oświetlenia – dodaje, przyznając, że to kolejna odnoga działań zmierzających do popularyzacji roślinnej nanobioniki.

Nanobotanika to, jak wspomina Katarzyna Wawrzyniak-Turek z portalu „Biotechnologia",  dziedzina polegająca na przeobrażeniu określonych gatunków organizmów w wydajne i samoregenerujące się platformy technologiczne. Ich przykładem mogą być rośliny wysyłające sygnały elektryczne, gdy potrzebują wody albo te wykrywające materiały wybuchowe. 

W badaniu sprzed czterech lat Amerykanom udało się wszczepić do tkanek rukwi wodnych nanocząsteczki przenoszące lucyferyny. To pigmenty obecne w żywych organizmach zdolnych do bioluminescencji. Taką właściwość posiadają choćby robaczki świętojańskie, małżoraczki albo niektóre kałamarnice czy parzydełkowce. Dzięki procesowi roślinom udało się wytworzyć światło, jednak nie miało ono wystarczającego natężenia, żeby ktoś mógł przy nim czytać albo normalnie pracować. Głównym założeniem naukowców z MIT było teraz to, aby usprawnić istniejące rozwiązanie. 

Aby to zrobić, botanicy wpadli na pomysł użycia kondensatora będącego częścią obwodu elektrycznego. Może on przechowywać światło w postaci fotonów, a następnie uwalniać je stopniowo w czasie. Dodatkową substancją, która została wykorzystana, był glinian strontu pełniący funkcję luminoforu – związku chemicznego wykazującego luminescencję albo fluoroscencję. Okazało się, że do procesu zaadaptowała się nie tylko wybrana wcześniej rukiew wodna, ale też bazylia, tytoń czy Colocasia gigantea zwana „uchem tajlandzkiego słonia". Ta ostatnia jest o tyle szczególna, że może osiągnąć wielkość nawet 3 metrów. Tkwi w niej zatem potencjał do bycia alternatywną formą zewnętrznego oświetlenia. 

Co ważne, w toku badań zakończonych sukcesem (czyli emisją światła o większym natężeniu) okazało się, że mezofil, czyli gąbczasta tkanka roślinna występująca w blaszce liściowej, nie ulega zniszczeniu. Organizmy nie były uszkodzone i mogły dalej fotosyntezować. – Mogłyby tym samym zastąpić naszą obecną niezrównoważoną miejską elektryczną sieć oświetleniową dla obopólnej korzyści wszystkich gatunków, w tym ludzi – podsumowują eksperci.