Thực vật không bao giờ ngừng gây ngạc nhiên: hiện nay, một nhóm khoa học đã thành công trong việc đưa một số loại thực vật cây mọng nước phát sáng trong bóng tối sau khi tiếp xúc với ánh sáng trong thời gian ngắn. Khám phá này nhằm mục đích cung cấp ánh sáng mờ, tiện dụng mà không cần dây cáp hay phích cắm, tập trung vào các loài thực vật có khả năng chịu đựng tốt quy trình này.
Nghiên cứu được phát triển trong Đại học Nông nghiệp Nam Trung Quốc và được công bố trên tạp chí Matter, khám phá một con đường không di truyền: thay vì thay đổi DNA, các vật liệu phát sáng được đưa vào các mô để tạo ra “cây đèn” có khả năng tích điện và phát sáng dần dần.
Làm thế nào để có được cây mọng nước phát sáng
Cơ chế này dựa trên lân quang so với phát quang sinh họcKhông có phản ứng hóa học liên tục nào ở đây; các hạt lưu trữ năng lượng từ nguồn bên ngoài và giải phóng dần dần, tạo ra ánh sáng đặc trưng sau khi đèn tắt.
Để đạt được điều này, nhóm đã sử dụng stronti aluminat (một loại phốt pho bền tương tự như trong đồ chơi phát sáng trong bóng tối), được chế tạo dưới dạng các hạt vi mô khoảng 7 micromet, kích thước tương đương với kích thước của một tế bào hồng cầu. Các hạt này được tiêm vào lá từ Phòng thí nghiệm trọng điểm về vật liệu và năng lượng sinh học, tận dụng cấu tạo giải phẫu của cây mọng nước để phân bố đều.
Sau nhiều lần thử nghiệm, loài có hiệu quả tốt nhất là hoa thị Echeveria 'Mebina'. Ở những cây khác có lá mịn hơn, các hạt có xu hướng bị mắc kẹt tạo thành các đốm, trong khi ở cây mọng nước này các kênh liên bào đồng nhất Chúng cho phép phân bổ đều hơn và tỏa sáng liên tục trên toàn bộ chiếc lá.
Quy trình này, được tinh chỉnh thông qua thử nghiệm và sai sót, điều chỉnh kích thước hạt, áp suất phun và độ xốp của chất nền để chất độn được chứa trong vách tế bào mô trung mô (vùng quang hợp). Mỗi cây mất khoảng 10 phút để chuẩn bị và chi phí vật liệu chỉ hơn 10 nhân dân tệ trên một đơn vị (không tính lao động).
Kết quả: độ sáng, màu sắc và phạm vi
Các loại cây mọng nước được xử lý đạt được cường độ ánh sáng tương đương với một ngọn nến trong những khoảnh khắc ban đầu và duy trì ánh sáng có thể nhìn thấy trong khoảng hai tiếngCây sẽ hấp thụ ánh sáng mặt trời hoặc đèn LED trong nhà, sau đó ánh sáng sẽ được cây phát ra theo mức độ giảm dần.
Tùy thuộc vào công thức của vật liệu phát quang, nhóm nghiên cứu đã thu được một bảng màu colores bao gồm các sắc thái xanh lá cây, đỏ, cam và thậm chí cả xanh lam. Sự đa dạng này mở rộng phổ thẩm mỹ và cho phép điều chỉnh ánh sáng cho mục đích trang trí hoặc sử dụng trong không gian rộng hơn.
Trong Echeveria 'Mebina', độ sáng xuất hiện nhanh chóng và đồng nhất: trong vài giây, toàn bộ lá hiển thị ánh sáng đồng đều nhờ sự dẫn hướng của các hạt bởi lối đi nội bộ của lá. Sự phân bố này tránh được các điểm bão hòa và tạo ra hiệu ứng thị giác liên tục hơn.
Để minh chứng, các nhà nghiên cứu đã lắp ráp một bức tường bằng 56 loại cây mọng nước phát sáng có khả năng chiếu sáng các vật thể gần đó để đọc văn bản có nhu cầu thấp. Thử nghiệm này được coi là bằng chứng về khái niệm cho các ứng dụng cường độ thấp trong vườn, lối đi hoặc nội thất.
Tuy nhiên, vẫn còn nhiều thách thức. Để cây mọng nước có thể hoạt động như những chiếc đèn sống thực tế, độ phát quang cần phải kéo dài lâu hơn đáng kể, và điều quan trọng là phải đánh giá tác động môi trường của các hạt vi mô vào cuối vòng đời của cây. Bản thân nhóm nghiên cứu nhấn mạnh rằng đây là giai đoạn thử nghiệm và ưu tiên các nghiên cứu về an ninh sinh học dài hạn trước khi nghĩ đến việc triển khai trên diện rộng.
Với cách tiếp cận không di truyền này, các loại cây mọng nước phát sáng được định vị là một hướng nghiên cứu đầy hứa hẹn: một hệ thống ánh sáng dịu nhẹ, có thể sạc lại bằng đèn và có giá cả tương đối phải chăng, vẫn cần phải tinh chỉnh tính tự chủ và tác động môi trường để có thể tích hợp liền mạch vào cuộc sống hàng ngày.