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用植物代替路灯,这不是天方夜谭

2020-09-29 19:07    

人类对于能源的需求正以极快的速度增长。尽管我们已经认识到,在一个多世纪内,对所有可用的自然资源进行过度开发是弊大于利的,但我们仍然严重依赖于那些对环境不友好的能源。为了遏制我们的能源消耗,全世界的科学家们都在不断地研究新的方法,来为我们电力驱动的生活提供能量。

最近,来自麻省理工学院(MIT)的一组科学家开发了一种无需电力的台灯。通过使植物发光,他们创造了有史以来最环保的光源。

研究小组使用了专门的纳米粒子,这些纳米粒子被嵌入到一种水田植物的叶子中,可以提供近4个小时较昏暗的光线。研究小组认为,这是创造更高效、更强大的发光植物的第一步,这些植物可以减少我们在照明上使用的能源,估计占总耗电量的20%。

该研究的第一作者,来自麻省理工学院化学工程教授Michael Strano表示:“我们希望制造一种能像台灯一样运转的植物——一盏你不用插电就能使用的灯。”研究小组使用了一种叫做萤光素酶的酶,就是这种酶让萤火虫在夜间发出闪光。

他们还使用了另外两个被称为荧光素和辅酶A的成分,荧光素与荧光素酶反应使其发光,而辅酶A则抑制了荧光素酶反应的副产品,促进了这一过程。他们使用纳米粒子载体将这些成分送到叶子的特定位置。

这些粒子帮助调节两者之间的反应,使植物保持稳定的发光。这个过程被调整以达到4小时的发光时长。尽管光线很暗,但团队觉得他们能进一步解决这个问题。

麻省理工学院的标志在植物叶子上图片上发光。图片来源:麻省理工学院新闻

这些纳米粒子都是由食品和药物管理局(Food and Drug Administration,简称FDA)所称的“一般认为是安全的”材料制成的,并帮助每个组件到达植物的正确位置,同时这些粒子还能阻止这些成分达到对植物有毒的浓度。

研究小组认为,随着研究和开发的深入,这些材料可能会被应用到一种植物上,而这种植物的一生都将产生有用的照明效果。

该研究的资深作者Michael Strano解释说:“我们的目标是在植物是幼苗或成熟植株的时候进行这项研究,并使其在植物的生命周期内持能得以延续。我们的工作打开了通往路灯的大门,这些路灯除了可以代替被处理的树木外,还可以为周围的房屋进行间接照明。”

这种荧光也可以通过训练植物停止使用荧光素酶抑制剂的粒子之间的反应而关闭。研究小组希望这些植物能在一天内将阳光反射出去,这也正是植物固有的特性。这样,灯光就能成为全球夜间照明的有效补充,减少我们对耗竭和污染能源的依赖。

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