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新型发光植物 黑暗环境下太美了
麻省理工学院的“植物纳米电子学”团队近日宣布已经培育出发光植物。这些植物可以一次发光几个小时,并可以用来照亮房间……
中国园林8月7日消息: 麻省理工学院的“植物纳米电子学”团队近日宣布已经培育出发光植物。这些植物可以一次发光几个小时,并可以用来照亮房间。
研究人员将特殊的纳米颗粒嵌入到豆瓣菜植物中,使植物可以持续约4小时发出微弱的光线。通过进一步优化,研究人员相信这种植物未来将足以照亮整个办公区域。
这项研究的论文发表于《Nano Letters》杂志,麻省理工学院的博士后 Seon-Yeong Kwak 是这篇论文的领导作者。
论文的高级作者之一 Michael Strano 表示,他们的愿景就是让植物可以像台灯一样工作,这样一盏灯无需插入电源插座,而是通过植物自身的能196度美标液氮冲击实验低温槽4大硬性优势:国家知识产权;超大不锈钢冷冻箱;计算机控制;专业液氮深冷技术!济南新时期试金仪器有限公司新型微机控制美标液氮低温槽量代谢提供电力。
为了打造发光植物,MIT 团队借助了荧光素酶(luciferase),这种酶使得萤火虫闪闪发光。荧光素酶作用于一种称为荧光素(luciferin)的分子,让它发光。另外一种分子称为辅酶(coenzyme)心叶冰花A,它对于去除抑制荧光素酶反应副产品的工艺有帮助。
研究团队将这三种成分分别放进不同的纳米颗粒载体中。纳米颗粒全部由美国食品与药物管理局归类为“通常认为是安全的”的材料制成。这些纳米颗粒帮助每种成分到达植物的适当部分,也能防止成分达到可能对植物有毒的浓度。
研究人员使用直径为10纳米的二氧化硅纳米颗粒携带荧光素酶,另外分别地使用更大的PLGA聚合物颗粒和几丁聚糖(chitosan )携带荧光素和辅酶A。为了让颗粒能够进入植物叶子,首先研究人员将颗粒悬浮于溶液中,再让植物浸入溶液中,然后接受高压处理,使得颗粒通过小孔也称为“气孔”拉力机夹具作为仪器的重要组成部份进入叶子中。
释放荧光素和辅酶A的颗粒聚集于叶肉细胞外间隙D.各长度、气力单位、显示位数兴安柳采取动态互换方式,即叶子的内层。而更小的颗粒携带荧光素酶进入组成叶肉的细胞。PLGA 颗粒逐渐释放出荧光素,然后荧光素进入植物细胞,在那里荧光素酶会进行化学反应樱花杜鹃,让荧光素发光。
在项目开始的时候,研究人员的早期工作致力于生产出可发光45分钟的植物,现在他们将这一时间提升至3.5小时。一株10厘米的豆瓣菜幼苗产生的光线,目前只达到阅读所需的光线量的千分之一。但是,研究人员相信通过进一步优化成分的浓度和释放率,他们可以增强发光效果及持久度。
之前,创建发光植物的工作主要依靠于基因工程植物来腺叶藤表达荧光素酶基因,但是这是一个费力的过程,而且制造出的光线极其微弱。这些研究主要对象是烟草植物和拟南芥,通常用于植物基因研究。然而,Strano 的实验室开发出的方法可用于任何植物。目前,除了豆瓣菜,他们还通过芝麻菜、羽衣甘蓝、菠菜展示了这项技术。
此外研究人员还展示了,他们通过添加携带萤光素酶抑制剂的纳米颗粒,将灯关闭。这使得他们最终培育出的植物可根据环境条件,例如阳光,停止发光。
价值
据研究成员称,这项技术也用于低强度的室内照明,或者将树变成自供电的街灯。
Strano 表示,他们的目标是当植物处于幼苗或者成熟时进行特殊处理,并在植物的生命周期持续起作用。通过认真仔细研究,未来他们将开辟一条途径,让树经过处理后直接用于家居照明。
未来
未来,研究人员希望在这一技术的基础上,开发出一种将纳米颗粒油漆或喷涂到植物叶子上的方法,这样可以将树和其他大型植物转变为光源。
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