Нанобионическая инновация: самосветящеесе растение может служить источником света для чтения

Massachusetts Institute of Technology (MIT).Departament of Chemical Engineering. Strano Research Group

Свою миссию сотрудники исследовательской группы сформулировали так:

"In order to improve the human condition, the Strano Research Group seeks to understand nanometer-scale phenomena using mathematics and chemistry and invent new technologies for health, energy, food production, and materials science."

«Чтобы улучшить качество жизни человека исследовательская группа проф. Strano исследует возможности нанометрового диапазона, используя математику и химию, чтобы создать новые технологии для здравоохранения, энергетики, производства продуктов питания и материаловедения».

Исследовательская группа под рук. проф. Михаеля Страно (Michael S.Strano) на факультете инженерной химии Массачусетского Технологического института (Кембридж, США) поставила задачу: «создать» комнатное растение, которое бы за счет полностью автономного свечения могло бы выполнить функцию настольного светильника местного освещения.

Эксперимент убедительно доказал, что зеленые растения при применении нанотехнологий могут обладать независимыми механизмами создания, сохранения энергии и автономного самовосстановления.

Процесс генерации видимого излучения происходит без применения искусственного источника света и источника электропитания, а только за счёт энергии внутренних процессов в зеленой массе.

Введением специальных наночастиц в листья кресс-салата (brunkress – многолетнее растение семейства крестоцветных) удалось достигнуть почти 4-часового светового излучения, достаточного при небольшом удалении для чтения обычного газетного и книжного текста (интенсивность излучения - фотонный поток листьев брункресса была более 1,44 × 10¹² фотонов/с, что примерно соответствует интенсивности излучения белого светодиода мощностью 1 мкВт).

Для решения задачи свечения были использованы энзимы семейства луциферазы, которые обусловливают свечение светлячков. Свет излучают молекулы называемые луциферином. Исследователи заключили люциферазу в наночаcтицы из оксида кремния (SiO₂) размером 10 нм.

Люциферин и сополимер коэнзим А затем внедрялись в более крупные наночастицы (100 нм) из полиактида-гликолида и биополимера хитозана.

После смешения наночастиц с жидкостью в неё опускали стебли кустика брун-кресса (кресс-салата); под давлением наночастицы мигрировали в клетки листвы и после их взаимодействия возникало свечение.

Для осуществления режимов «вкл.» и «выкл.» могут использоваться химические добавки в жидкость (дегидролуциферин и/или коэнзим А).

Так было получен опытный образец нанобионного растения с функцией источника света.

На базе полученных результатов ученые Массачусетского Технологического института предполагают в будущем создать светящееся дерево или куст, которые смогут заменить светильники для пешеходных дорожек и ландшафтных зон в парках и садах.