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聖誕彩燈好好看但費電!於是MIT搞了棵會發光的樹(組圖)

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發表於 2017-12-17 19:11:42 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
來源:文學城

不知道你有沒有過這樣的想法,在聖誕季,路過的商場五彩斑斕,街邊的樹上也掛滿彩燈,有那麼一瞬間你覺得好美、好適合拍照,但是轉念又覺得這么多燈好晃眼、好費電。

之前有條新聞是美國聖誕季裝飾性彩燈每年的用電量可達66.3億千瓦時。而很多發展中國家一年的用電量也達不到這個數字,比如非洲的薩爾多瓦、埃塞俄比亞、坦桑尼亞等。

倒不是針對本應慶祝的節日,但是如果有一天,我們能夠創造出一種能自行發光的樹,這事兒是不是不僅酷而且還很有意義?

麻省理工大學的研究人員最近就把這個想法向前推進了一步。他們通過在葉片中嵌入特殊的納米顆粒,能讓植物發出近四個小時的光。

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光亮環境中的植物(左)VS 黑暗環境中的植物(右)

盡管植物目前產生的光線還比較暗(大概是閱讀用光亮度的千分之一),但是隨着技術的不斷優化,將來讓植物取代電子照明似乎也不是不可能。

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比如當個台燈,進行一些低強度的室內照明


那麼研究人員是怎麼做到讓植物發光的呢?

據麻省理工學院官方介紹,受螢火蟲發光的啟發,研究人員利用了螢光素酶、螢光素和輔酶A,並將這三種成分分別包裝到了不同類型的納米顆粒載體中。之後植物會在含有這些納米顆粒的溶液中浸泡,溶液再通過高壓孔隙進入葉片。

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納米顆粒浸入,葉片顏色變深


當然,這並不是研究人員第一次嘗試用這些酶來點亮植物。不過之前的實驗主要依靠基因編程,即在植物中編入螢光素酶的基因,過程比較繁瑣,產生的光線很暗,應用的植物種類也不多(煙草和擬南芥),通常屬於植物遺傳學方面的研究。

而斯特拉諾教授此次採用的方法提高了效率,理論上也可以用於任何類型的植物。到目前為止,研究人員能夠“點亮”的植物包括芝麻菜、甘藍、菠菜和豆瓣菜,成熟的苗木將是研究團隊下一步想要實驗的目標。

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這項研究的高級作者邁克爾·斯特拉諾(Michael Strano)教授說:“我們的願景是製造一個可以能做台燈甚至是路燈的植物,它無需插電,通過自身的能量代謝就能發光。”

斯特拉諾教授引用一項研究數據指出,全球能源消耗量的百分之二十用於照明,而能在黑暗中發光的植物會緩解全球的用電壓力。並且經實驗,這是一個可行的方法。

除了試驗不同的植物類型,研究人員也希望在操作方法上做進一步的改進,開發一種將納米粒子直接噴塗或噴灑到植物葉片上的方法。

提高植物光線的亮度以及持續時間也是研究人員需要考慮的事情。這需要他們對所涉及的酶成分更好地進行濃縮,並改善它們在植物上的釋放方式。

植物既然能發光,那麼也就需要有一種能讓它不發光的方式。為此,研究團隊設計了一種熒光素酶抑制劑,通過在植物中添加該成分,我們就可以在需要時關閉這些“化學生物燈”。

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斯特拉諾實驗室一直致力於植物納米電子學的研究,希望通過嵌入不同類型的納米粒子的方式來賦予植物新的特徵。實驗室之前設計的植物可以檢測爆炸物並將信息傳送到手機,有的還可以監測乾旱情況。



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