Az elmúlt években több olyan kezdeményezésről is hallani lehetett, amelyek világító növények létrehozását tűzték ki célul, hogy ezek aztán a saját maguk fejlesztette fénnyel világítsák meg az utcákat vagy éppen otthonainkat. Az MIT mérnökei nemrégiben fontos lépést tettek ennek megvalósulása felé: speciális nanorészecskéket juttattak be egy orvosi vízitorma (és más növények) leveleibe, amely aztán közel négy órán keresztül halványan világított.

A szakértők úgy vélik, hogy a technológia optimalizálásával idővel olyan növényeket hozhatnak létre, amelyek arra is alkalmasak, hogy olvasni vagy dolgozni lehessen fényüknél. „Az elképzelés az, hogy olvasólámpát csinálunk a növényekből, olyan lámpákat, amelyeket nem kell bedugni, hanem saját anyagcseréjük révén termelik a fényt” – mondja Michael Strano vegyészprofesszor, a projekt vezetője.

A módszerrel ugyanakkor alacsony intenzitású beltéri „növénylámpákat” és kültéri, utcai világítást biztosító fákat is létre lehet majd hozni, állítják a fejlesztők. Strano laborjában viszonylag új, de ígéretes területnek számít a növényi nanobionika, amely során nanorészecskék révén adnak új tulajdonságokat a növényeknek. A szakértők olyan növényeket akarnak létrehozni, amelyek képesek átvenni különböző elektromos készülékek szerepét. Így a kutatócsoport dolgozott már olyan növényeken, amelyek képesek a robbanóanyagok talajbeli jelenlétének jelzésére, illetve annak mérésére és jelzésére, hogy mennyire száraz a termőföld.

A lámpák növényi helyettesítése lehet a következő lépés. A világ áramfogyasztásának 20 százaléka fordítódik világításra. A kutatók ezt szorítanák le a világító növények révén, amelyek képesek a regenerálódásra, tudnak energiát termelni, és eleve alkalmazkodtak a különböző kültéri körülményekhez, magyarázza Strano.

A világító vízitorma létrehozásához az MIT-s csapat a szentjánosbogarakhoz fordult segítségül. Ezek a rovarok a luciferáz nevű enzim és a luciferin nevű molekula révén világítanak. Az előbbi oxidálja az utóbbi anyagot, amely fényt bocsát ki. A folyamatban részt vesz még a koenzim A molekula is, amely eltávolítja a luciferáz működését gátló melléktermékeket.

A szakértők mindhárom összetevőt különböző nanocsomagokba pakolták. A luciferázt 10 nanométeres szilícium-dioxid gömbökbe csomagolták, a luciferint és a koenzim A-t pedig ennél kicsit nagyobb PLGA polimer csomagokba, illetve kitozánba burkolták. A nanorészecskéket egy oldatba keverték, majd ebbe mártották bele a növényt. Ezt követően a nyomást megnövelve érték el, hogy a részecskék a levelek apró pórusain át belépjenek azok belsejébe.

A luciferint és a koenzim A-t szállító részecskék a levél sejtjei közötti térben, míg a luciferázt szállítók a sejtek belsejében engedték szabadon rakományukat. A luciferin nanorészecskéje fokozatosan adagolta az anyagot, amely aztán a sejtbe belépve oxidálódott és fényleni kezdett. A világító növény első változata mindössze 45 percig derengett, de a szakértőknek azóta sikerült 3 és fél órára feltornázniuk a működési időt.

A vízitorma fénye egyelőre elég gyenge, egy 10 centiméteres palánta nagyjából ezredannyi fényt bocsát ki, mint amennyi a kényelmes olvasáshoz kellene, de a szakértők szerint a hozzávalók koncentrációjának és adagolásának módosítása révén a működési idő mellett a világítás ereje is jelentősen növelhető lehet.

A korábbi hasonló projektek során a kutatók génmódosítással érték el, hogy a növények maguk állítsák elő a luciferázt, ezek a kísérletek azonban csak nagyon halvány fényt eredményeztek. A szakértők ráadásul a projektek jellegéből adódóan könnyen génmódosítható növényekkel, lúdfűvel és dohánnyal próbálkoztak. Strano és társai módszerének nagy előnye, hogy már most erősebb fényt produkál, mint a korábbi próbálkozások, és gyakorlatilag bármilyen növényen alkalmazható lehet. A vízitorma mellett a kutatók már sikeresen világítóvá tették a borsmustárt, a fejes káposztát és spenótot is.

A technológia a fejlesztők elképzelései szerint a jövőben úgy is működhetne, hogy sprayvel viszik fel a nanorészecskéket a levelekre, így a nagyobb növényeket, például az útszéli fákat is fényforrásokká lehetne változtatni. És reményeik szerint a kezelés idővel olyan hatásos lesz, hogy elég egyszer lefújni a növényeket, hogy azok aztán évekig világítsanak.

A világító növények egyébként luciferázgátlók hozzáadásával le is kapcsolhatók, amit a szakértők szintén sikeresen demonstráltak. A kutatók idővel olyan növényeket akarnak létrehozni, amelyek a külső körülményekhez igazodva szabályozzák fénykibocsátásukat, vagyis lekapcsolják fényüket, amikor például süt a nap.

Forrás: ipon.hu / news.mit.edu