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圣诞彩灯好美但费电,于是 MIT 做了一棵会发光的树

2024-12-23 218

不知道你有没有过这种想法,在圣诞季,路过的商场五彩斑斓,街边的树上也挂满彩灯,有那么一瞬间你觉得好美、好适合拍照,但转念又觉得这么多灯好刺眼、好耗电。

之前有新闻是美国圣诞季装饰性彩灯的每年用电量可达 66.3 亿千瓦时,很多发展中国家一年用电量也达不到这个数字,比如非洲的萨尔瓦多、埃塞俄比亚、坦桑尼亚等。

倒不是针对人人庆祝的节日,但如果有一天,我们能创造一种自行发光的树,是不是不仅酷且还很有意义?

麻省理工大学研究人员最近把这个想法向前推进了一步。他们透过在叶片内嵌特殊的奈米颗粒,能让植物发出近 4 小时的光。

▲ 光亮环境的植物(左)和黑暗环境的植物(右)。

尽管植物目前产生的光线还较暗(大概是阅读光亮度的千分之一),但是随着技术不断最佳化,将来让植物取代电子照明似乎不是不可能。

研究人员是怎么让植物发光的呢?

据麻省理工学院介绍,是受萤火虫发光的启发。研究人员利用萤光素酶、萤光素和辅酶 A,并将这 3 种成分分别包装到不同类别的奈米颗粒载体。之后植物泡在有这些奈米颗粒的溶液中,溶液再透过高压孔隙进入叶片。

▲ 奈米颗粒浸入,叶片色彩变深。

当然,这并不是研究人员第一次尝试用这些酶来点亮植物。不过之前的实验主要依靠基因程式设计,即在植物中编入萤光素酶基因,过程相对繁琐,产生的光线很暗,应用的植物种类也不多(烟草和拟南芥),通常属于植物遗传学方面的研究。

而斯特拉诺教授此次采用的方法提高了效率,理论上也可用于任何类别的植物。到目前为止,研究人员能“点亮”的植物包括芝麻菜、甘蓝、菠菜和豆瓣菜,成熟的苗木将是研究团队下一步想要实验的目标。

这项研究的进阶作者麦可‧史川诺(Michael Strano)教授说:“我们的愿景是制造一个可做台灯甚至路灯的植物,它无需插电,透过自身的能量代谢就能发光。”

斯特拉诺教授参考一项研究资料指出,全球能源消耗量的 20% 用于照明,能在黑暗中发光的植物会缓解全球的用电压力,且经实验,这是一个可行的方法。

除了试验不同的植物类别,研究人员也希望在作业方法上进一步改进,开发一种将奈米粒子直接喷涂或喷洒到植物叶片上的方法。

提高植物光线的亮度及持续时间,也是研究人员需考虑的事情。这需要他们对涉及的酶成分更浓缩,并改善它们在植物上的释放方式。

植物既然能发光,那么也就需要有一种能让它不发光的方式。为此,研究团队设计了一种萤光素酶抑制剂,透过添加该成分,我们就可以在需要时关闭这些“化学生物灯”。

斯特拉诺实验室一直致力于植物奈米电子学的研究,希望透过内嵌不同类别的奈米粒子,赋予植物新的特征。实验室之前设计的植物可侦测爆炸物并将资讯传到手机,有的还可以监测干旱程度。

(本文由 36Kr 授权转载;首图来源:MITNews)

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