Учёные из Южно-Китайского сельскохозяйственного университета достигли прорыва в области биолюминесцентных технологий: им удалось создать растения-суккуленты, которые излучают свет различных цветов в темноте и заряжаются от солнечного света. По уровню яркости эти растения сравнивают с ночными лампами, что открывает путь к созданию экологических систем освещения на основе живой природы.
Об этом сообщает ProIT
Технология создания многоцветного свечения
В процессе исследования учёные интегрировали в листья эхеверии «Mebina» микрочастицы послесвечения размером до 5 мкм. Благодаря компактной структуре суккулента и большим межклеточным пространствам удалось добиться равномерного, интенсивного и многоцветного свечения. Такой подход позволил преодолеть традиционный компромисс между размером частиц и эффективностью свечения, открыв возможность эффективного выращивания растений с разноцветным люминесцентным эффектом.
“Представьте себе мир фильма “Аватар”, где светящиеся растения освещают целую экосистему. Мы хотели воплотить эту идею в жизнь, используя материалы, с которыми уже работаем в лаборатории. Представьте себе деревья, которые светятся, заменяющие уличные фонари”, — рассказал первый автор исследования Шутин Лю.
Разработанные для этого фосфорные частицы состоят из стронция, алюминия и определённых металлических примесей. Они поглощают световую энергию, накапливают её, а затем медленно излучают в видимом спектре в течение нескольких часов. Исследователи измельчили алюминат стронция до частиц различного диаметра и ввели их в различные виды растений, в том числе суккуленты, золотистый потос, пак-чой, а также другие растения с различными структурами листьев.
Потенциал для экологического освещения
Выяснилось, что частицы размером примерно 7 мкм обеспечивают самое сильное и равномерное свечение, особенно у суккулентов с характерными узкими и равномерными каналами листьев. Лишь несколько минут под воздействием солнечного или комнатного светодиодного света позволяют таким растениям светиться до двух часов.
Учёные отметили, что растения с воздушной структурой тканей, в отличие от суккулентов, показали менее качественное и менее яркое свечение. Используя различные типы люминофоров, удалось создать растения с зелёным, красным и синим светом.
Команда исследователей построила стену из 56 светящихся суккулентов, которые были настолько яркими, что позволяли освещать пространство и даже читать рядом с ними. Подготовка одного растения занимает около 10 минут и стоит примерно $1,5, не считая затрат на работу.
Тем не менее, учёные отмечают, что со временем интенсивность свечения растений снижается, и исследования по безопасности материалов для растений в долгосрочной перспективе всё ещё продолжаются. Вместе с тем, подобная технология может стать устойчивой и энергоэффективной альтернативой для подсвечивания дорожек, садов, элементов интерьера и других объектов.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Matter.
