สว่างกว่า! นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาพืชเรืองแสงที่คาดว่าจะใช้สำหรับแสงสว่างในที่สาธารณะ

การใช้พลังงานส่วนใหญ่ใช้ในการให้แสงสว่าง ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์ของ MIT จึงกำลังพัฒนาระบบแสงสว่างแบบพาสซีฟใหม่ - พืชที่ไม่มีแสง ในการทดลองล่าสุด ทีมงานได้ทำให้พวกเขาปล่อยแสงที่สว่างกว่าพืชรุ่นแรกโดยไม่ทำลายสุขภาพ เขตข้อมูลที่เกิดขึ้นใหม่ของ"พืชนาโนไบโอนิกส์" เกี่ยวข้องกับการฝังอนุภาคนาโนลงในพืชเพื่อให้มีความสามารถใหม่ ๆ

ผลงานที่ผ่านมาโดยทีมงาน MIT ได้สร้างพืชที่ปล่อยแสง ตอนนี้นักวิจัยได้ยกระดับความสว่างให้อยู่ในระดับที่ใช้งานได้จริงมากขึ้น แสงที่ผลิตโดยพืชเหล่านี้สว่างกว่าพืชเรืองแสงรุ่นแรก 10 เท่าซึ่งรายงานโดยทีมวิจัยในปี 2560

& quot;เราต้องการสร้างชนิดของพืชเรืองแสง ซึ่งจะดูดซับและเก็บแสงบางส่วน แล้วค่อยๆ ปล่อยมัน" Michael strano ศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเคมีของ MIT กล่าว"นี่เป็นก้าวสำคัญในการให้แสงสว่างแก่โรงงาน"

Strano และผู้ทำงานร่วมกันของเขาต้องการสร้างส่วนประกอบที่ขยายระยะเวลาของแสงและทำให้สว่างขึ้น พวกเขาเกิดแนวคิดในการใช้ตัวเก็บประจุซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของวงจรที่สามารถเก็บพลังงานไฟฟ้าและปล่อยเมื่อจำเป็น สำหรับพืชเรืองแสง ภาชนะตาแมวสามารถใช้เก็บแสงในรูปของโฟตอนแล้วค่อยปล่อยแสงเมื่อเวลาผ่านไป

เพื่อสร้าง"ภาชนะตาแมว" นักวิจัยตัดสินใจใช้วัสดุที่เรียกว่าสารเรืองแสง วัสดุเหล่านี้สามารถดูดซับแสงที่มองเห็นหรือแสงอัลตราไวโอเลตแล้วค่อยๆ ปล่อยพวกมันออกมาในรูปของสารเรืองแสง

นักวิจัยใช้สารประกอบที่เรียกว่า strontium aluminate เป็นสารเรืองแสง ซึ่งสามารถสร้างอนุภาคนาโนได้ ก่อนที่จะฝังลงในพืช นักวิจัยห่ออนุภาคในซิลิกาเพื่อปกป้องพืชจากความเสียหาย อนุภาคเหล่านี้ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางหลายร้อยนาโนเมตรสามารถเข้าไปในพืชผ่านรูพรุนได้ (รูพรุนเล็กๆ บนผิวใบ) อนุภาคเหล่านี้รวมตัวกันเป็นชั้นรูพรุนที่เรียกว่ามีโซฟิลล์ ซึ่งก่อตัวเป็นฟิล์มบาง

ทีมงานได้ทดสอบเทคโนโลยีนี้กับพืชหลายชนิด เช่น เครส ยาสูบ ใบโหระพา เดซี่ และหูช้าง และพบว่าพืชเรืองแสงเป็นเวลาหนึ่งชั่วโมงหลังจากสัมผัสกับไฟ LED สีฟ้าเพียง 10 วินาที ตามที่คาดไว้ แสงจะสว่างที่สุดในสองสามนาทีแรกแล้วมืดลงในชั่วโมงถัดไป

ที่สำคัญ การฝังอนุภาคนาโนไม่ได้ทำลายการทำงานปกติของพืช เช่น การสังเคราะห์แสงและการระเหยของน้ำผ่านใบ

พวกเขายังพิสูจน์ด้วยว่าวิธีนี้สามารถทำให้ใบของพืชที่เรียกว่าหูช้างไทยซึ่งกว้างกว่า 1 ฟุตและสามารถใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงกลางแจ้งได้

ทีมงานกล่าวว่าเป้าหมายสูงสุดคือการพยายามพัฒนาพืชเรืองแสงที่สามารถใช้ส่องสว่างตามถนนหรือพื้นที่สาธารณะอื่น ๆ เพื่อลดการใช้พลังงานของโคมไฟถนน ขั้นตอนต่อไปเพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้คือการรวมอนุภาคนาโนสตรอนเทียมอะลูมิเนตใหม่เข้ากับลูซิเฟอเรสในระยะแรก โดยหวังว่าจะทำให้การเรืองแสงสว่างขึ้นและยาวนานขึ้น

หากพืชมีชีวิตสามารถกลายเป็นจุดเริ่มต้นของเทคโนโลยีขั้นสูง พืชอาจเข้ามาแทนที่เครือข่ายพลังงานและแสงสว่างในเมืองที่ไม่ยั่งยืนของเรา ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อพืชพันธุ์ที่ขึ้นกับพืชทุกชนิด รวมถึงผู้คนด้วย

& quot;เราต้องการแสงจ้าที่สามารถส่งผ่านในรูปแบบของพัลส์เป็นเวลาสองสามวินาทีเพื่อให้สามารถชาร์จได้" Pavlo gordiichuk หัวหน้าผู้เขียนบทความและสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์กล่าว"เรายังพิสูจน์ด้วยว่าเราสามารถใช้เลนส์ขนาดใหญ่ เช่น เลนส์ Fresnel เพื่อส่งแสงที่ขยายออกไปในระยะทางมากกว่า 1 เมตร นี่เป็นขั้นตอนที่ดีในการสร้างระบบแสงขนาดใหญ่ที่ผู้คนสามารถใช้ได้"

การศึกษานี้ตีพิมพ์ในวารสาร Progress of Science