發(fā)光植物可以取代燈泡嗎?

人與植物之間的聯(lián)系長期以來一直是科學(xué)興趣的主題。最近的研究發(fā)現(xiàn)了積極的影響。

例如，在俄亥俄州揚(yáng)斯敦進(jìn)行的一項研究發(fā)現(xiàn)，該市的綠色地區(qū)犯罪率較低。在另一個，員工被證明是15%的生產(chǎn)力時，他們的工作場所疏分別裝飾用的盆栽植物。

麻省理工學(xué)院(麻省理工學(xué)院)的工程師們更進(jìn)一步 - 修補(bǔ)植物的實際構(gòu)成，以使他們能夠執(zhí)行各種各樣的，甚至是古怪的功能。

這些植物包括印在葉子上的傳感器，以顯示它們?nèi)彼臅r間;一個可以記錄和傳輸其周圍環(huán)境的3D圖像;甚至是一種能夠檢測地下水中爆炸物所用化學(xué)物質(zhì)的植物

麻省理工學(xué)院的研究人員設(shè)計了一種比鋼強(qiáng)10倍的新材料。滾動瀏覽圖庫，查看非凡材料的其他示例。圖片來源：melanie gonick /麻省理工學(xué)院

這些原型屬于麻省理工學(xué)院斯特拉諾研究小組設(shè)計的“植物納米生物學(xué)”的新生學(xué)科，這是一個研究領(lǐng)域和術(shù)語。

這個術(shù)語結(jié)合了兩個概念 - “仿生”，意思是賦予生物一種人造能力(如仿生手臂)，“納米”指的是小于100納米的粒子，可以用來灌輸生物。新的能力。

麻省理工學(xué)院化學(xué)工程教授邁克??爾斯特拉諾在電話采訪中解釋說：“我們正在考慮如何設(shè)計工廠來取代我們每天遇到的設(shè)備的功能。”

“我們用塑料和電路板制造的東西 - 我們可以用活植物代替嗎?”

葉子發(fā)光

他最近的一個項目是使用羽衣甘藍(lán)，豆瓣菜，火箭和菠菜讓植物發(fā)光。通過將納米顆粒嵌入水田芥葉中，斯特拉諾的研究小組發(fā)現(xiàn)它們可以在三個半小時內(nèi)產(chǎn)生微弱的光

麻省理工學(xué)院的工程師在他們的實驗中使用羽衣甘藍(lán)(如圖)，豆瓣菜，火箭和菠菜來使植物發(fā)光。圖片來源：PAUL J. RICHARDS / AFP / AFP / Getty Images

數(shù)字技術(shù)如何影響設(shè)計世界

在該研究中，首先將葉子浸入納米顆粒溶液中然后暴露于高壓下，這導(dǎo)致顆粒通過稱為氣孔的孔進(jìn)入葉子。

一旦進(jìn)入，納米粒子釋放出熒光素，一種發(fā)光化合物和熒光素酶，熒光素酶是一種對熒光素有效的酶，可使其發(fā)光。通過這種方式，光由植物本身的新陳代謝提供動力。

斯特拉諾說：“植物從太陽中獲取能量并將其作為糖儲存在植物中。”“我們正在做的是將一些儲存的化學(xué)能量轉(zhuǎn)移到照明中。”

減少能源消耗

光，大約是所需數(shù)量的千分之一，只是一個開始。斯特拉諾說，這項技術(shù)有朝一日可用于照亮室內(nèi)空間甚至將樹木變成自供電的路燈。

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在未來，該實驗室希望開發(fā)一種技術(shù)，該技術(shù)可以一次性處理噴灑在植物葉子或樹苗上，可以延長植物的壽命。工程師們也在努力開發(fā)一種開關(guān)“開關(guān)”，當(dāng)暴露在白晝時，發(fā)光會變暗。

有朝一日，發(fā)光植物可以用來照亮室內(nèi)。

照明約占總發(fā)電量的7%左右消耗在美國。由于照明通常遠(yuǎn)離電源 - 例如從發(fā)電廠到遠(yuǎn)程公路上的路燈的距離 - 在傳輸過程中會損失大量能量。發(fā)光植物可以減少這個距離，因此有助于節(jié)省能源。

但斯特拉諾說，主要動機(jī)并不是一次性拯救地球上的一片被照亮的葉子，而是美學(xué)。“我想首先制作它們，因為它們很漂亮。”