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科學家開發夜光植物,在LED光照下可發出綠色光芒

2021-09-23 09:15 來源:cnBeta

能源使用的相當大一部分用于照明,因此麻省理工學院的科學家正在開發一種新的被動照明--夜光植物。在最新的實驗中,該團隊已經使它們發出比第一代植物更亮的光,而不損害它們的健康。新興的"植物納米仿生學"領域涉及將納米顆粒嵌入植物,以賦予它們新的能力。

麻省理工學院團隊過去的工作已經創造了能夠在需要水時發送電信號的植物,可用于檢測爆炸物的菠菜,以及在黑暗中發光的水芹。

盡管最后一項很有趣,但其發光能力并不至于可以用特別明亮的來形容--與我們許多人小時候貼在天花板上的那些塑料發光星差不多,對被動照明的最終使用情況沒有什么幫助。

現在,研究人員已經將亮度提高到更實用的水平。關鍵是將發光成分從熒光素酶和熒光素--使螢火蟲發光的為熒光粉材料。這些材料吸收并儲存可見光和紫外光,并以磷光的形式慢慢釋放。

在這種情況下,研究小組使用由鋁酸鍶制成的納米顆粒作為熒光粉,并將其涂在二氧化硅中,以便不損害植物。然后,這些顆粒通過葉子中的孔隙注入,并最終積聚在一個叫做中葉的層中。

科學家開發夜光植物,在LED光照下可發出綠色光芒

圖片來源:麻省理工

暴露在來自太陽或LED的光線下后,這些植物將發出綠色的光芒。研究小組在一系列植物上測試了這一技術,包括水芹、煙草、羅勒、雛菊和象耳,并發現僅僅暴露在藍色LED燈下10秒鐘,植物就會發光達一個小時。正如可能預期的那樣,光線在最初的幾分鐘里是最亮的,然后在接下來的一個小時里變暗。

這種光比以前的技術要亮10倍,重要的是,納米粒子的植入并沒有損害植物的正常功能,如光合作用和通過其葉片蒸發水分。

該團隊說,最終目標是嘗試開發可用于被動照亮街道或其他公共區域的發光植物,減少路燈所需的能源消耗。實現這一目標的下一步是將新的鋁酸鍶納米顆粒與早期的熒光素酶結合起來,希望能使發光更明亮、更持久。

科學家開發夜光植物,在LED光照下可發出綠色光芒

圖片來源:麻省理工

如果活的植物可以成為先進技術的起點,那么植物可能會取代我們目前不可持續的城市電力照明網,使所有依賴植物的物種--包括人--共同受益。這項研究發表在《科學進展》雜志上。

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