Một phần đáng kể năng lượng được sử dụng để chiếu sáng, vì vậy các nhà khoa học của MIT đang phát triển một loại đèn chiếu sáng thụ động mới - cây dạ quang. Trong thí nghiệm mới nhất, nhóm nghiên cứu đã khiến chúng phát ra ánh sáng rực rỡ hơn so với những cây thế hệ đầu tiên mà không gây hại đến sức khỏe. Lĩnh vực mới nổi của" thực vật nano bionics" liên quan đến việc nhúng các hạt nano vào thực vật để mang lại cho chúng những khả năng mới.
Nghiên cứu trước đây của nhóm MIT đã tạo ra các loại cây phát ra ánh sáng. Giờ đây, các nhà nghiên cứu đã nâng độ sáng lên một mức độ thực tế hơn. Ánh sáng do những cây này tạo ra sáng gấp 10 lần so với thế hệ cây phát sáng đầu tiên được nhóm nghiên cứu báo cáo vào năm 2017.
& quot; Chúng tôi muốn tạo ra một loại cây phát sáng, chúng sẽ hấp thụ và lưu trữ một số ánh sáng, sau đó giải phóng dần dần," Michael strano, giáo sư kỹ thuật hóa học tại MIT cho biết." Đây là một bước tiến lớn đối với hệ thống chiếu sáng thực vật."
Strano và các cộng sự của ông muốn tạo ra các thành phần kéo dài thời gian của ánh sáng và làm cho nó sáng hơn. Họ nảy ra ý tưởng sử dụng tụ điện, một phần của mạch điện có thể lưu trữ năng lượng điện và giải phóng nó khi cần thiết. Đối với nhà máy phát quang, có thể dùng bình chứa quang điện để chứa ánh sáng dưới dạng phôtôn rồi giải phóng ánh sáng dần dần theo thời gian.
Để tạo ra" thùng chứa quang điện" ;, các nhà nghiên cứu đã quyết định sử dụng một vật liệu gọi là phosphor. Những vật liệu này có thể hấp thụ ánh sáng nhìn thấy hoặc tia cực tím và sau đó từ từ giải phóng chúng dưới dạng lân quang.
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một hợp chất được gọi là stronti aluminat làm phosphor, có thể tạo thành các hạt nano. Trước khi cấy chúng vào cây, các nhà nghiên cứu đã bọc các hạt trong silica để bảo vệ cây khỏi bị hư hại. Các hạt này có đường kính hàng trăm nanomet có thể xâm nhập vào cây thông qua các lỗ rỗng (các lỗ nhỏ trên bề mặt lá). Những hạt này tập hợp trong một lớp xốp được gọi là mesophyll, nơi chúng tạo thành một lớp màng mỏng.
Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm công nghệ này trên một loạt các loại cây, bao gồm cải xoong, thuốc lá, húng quế, Daisy và tai voi, và nhận thấy rằng cây phát sáng trong một giờ sau khi tiếp xúc với đèn LED màu xanh lam chỉ trong 10 giây. Đúng như dự đoán, đèn sáng nhất trong vài phút đầu và tối dần trong giờ tiếp theo.
Điều quan trọng là, việc cấy các hạt nano không làm hỏng các chức năng bình thường của thực vật, chẳng hạn như quang hợp và bay hơi nước qua lá của chúng.
Họ cũng chứng minh rằng phương pháp này có thể chiếu sáng lá của một loại cây có tên là Tai Voi Thái Lan, có thể rộng hơn 1 foot và có thể được sử dụng như một nguồn chiếu sáng ngoài trời.
Nhóm nghiên cứu cho biết, mục tiêu cuối cùng là cố gắng phát triển các loại cây phát sáng có thể được sử dụng để chiếu sáng thụ động trên đường phố hoặc các khu vực công cộng khác, nhằm giảm mức tiêu thụ năng lượng của đèn đường. Bước tiếp theo để đạt được mục tiêu này là kết hợp các hạt nano stronti aluminat mới với luciferase ban đầu, với hy vọng làm cho sự phát quang sáng hơn và lâu hơn.
Nếu thực vật sống có thể trở thành điểm khởi đầu của công nghệ tiên tiến, thực vật có thể thay thế mạng lưới điện và chiếu sáng đô thị không bền vững của chúng ta, mang lại lợi ích cho tất cả các loài phụ thuộc vào thực vật, bao gồm cả con người.
& quot; Chúng ta cần một ánh sáng mạnh có thể truyền dưới dạng xung trong vài giây để nó có thể được sạc," Pavlo gordiichuk, tác giả chính của bài báo và Viện công nghệ Massachusetts cho biết." Chúng tôi cũng chứng minh rằng chúng tôi có thể sử dụng các thấu kính lớn, chẳng hạn như thấu kính Fresnel, để truyền ánh sáng khuếch đại trong khoảng cách hơn 1 mét. Đây là một bước tiến tốt để tạo ra ánh sáng quy mô lớn mà mọi người có thể sử dụng."
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí tiến bộ khoa học
