科学家正在研究可充电、可发光的植物来替代电灯

在黑暗中发光的植物,有朝一日可以取代我们目前赖以生存的现代生活中一些低效、高能耗的电灯。

该技术通过位于叶子表面附近的嵌入纳米粒子起作用。持续 10 秒的 LED 灯充电足以让植物发光几分钟,然后纳米粒子可以反复充电。

科学家正在研究可充电、可发光的植物来替代电灯

绿色纳米颗粒聚集在植物叶子内。

这项研究是一个年轻但不断发展的领域的一部分,称为植物纳米仿生学:使用纳米粒子为活植物增加额外的功能和能力。这是要开发的第二代技术。

麻省理工学院的化学工程师迈克尔斯特拉诺说: 我们想创造一种发光植物,其粒子会吸收光,储存一些光,然后逐渐发射光。这是向植物照明迈出的一大步。

科学家正在研究可充电、可发光的植物来替代电灯《科学进展》

发光植物的核心是电容器,可以以光子的形式储存光,然后随着时间的推移释放它们。一种叫做铝酸锶的化合物被用作磷光体——一种能够吸收可见光和紫外光,并以辉光的形式发出的材料。

铝酸锶可以形成纳米粒子,然后将微小的点涂上二氧化硅以保护它们免受损坏。然后将它们嵌入植物气孔中,叶子表面上的小孔,允许气体进出植物组织,在海绵状叶肉组织层内积聚为薄膜。

该团队能够使该技术在五种不同的植物物种中有效地发挥作用,涵盖各种叶片大小:罗勒、豆瓣、烟草、雏菊和泰国象耳植物。

麻省理工学院纳米科学家 Pavlo Gordiichuk 说: 我们需要一种强光,以一个脉冲的形式传递几秒钟,然后才能充电。我们还展示了我们可以使用大透镜,例如菲涅耳透镜,将我们放大的光传输超过 1 米的距离。这是朝着人们可以使用的规模创造照明迈出的重要一步。

科学家正在研究可充电、可发光的植物来替代电灯左边一只发光的泰国象耳。

进一步的分析表明,这些植物仍在正常进行光合作用,并且可以通过它们的气孔继续蒸发水分。实验结束后,科学家们能够提取和重复使用大约 60% 的荧光粉。

让这项技术更有前景的是,它是对 用于制造发光植物的第一代纳米粒子的重大升级,后者使用荧光素酶和荧光素酶(如萤火虫中发现的)产生非常暗淡的光。

更进一步,研究人员说不同类型的纳米粒子可以组合在同一株植物上。

我们距离这项技术的实际应用还有很长的路要走,单个叶子的充电寿命似乎约为两周。但这无疑是一项着眼于未来的光明创新,有朝一日可能会真正改变我们看待事物的方式。

麻省理工学院建筑研究员希拉肯尼迪说:用活植物的可再生化学能创造环境光是一个大胆的想法,它代表了我们对活植物和照明电能的看法的根本转变。

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页面更新:2024-04-22

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