Светящиеся суккуленты, которые заряжаются от солнца, могут стать основой для растительных систем освещения

В природе уже существуют светящиеся растения — от грибов с мягким зеленым свечением до планктона, мерцающего голубым светом. Теперь учёные привносят это свечение в домашние растения.

В журнале Matter исследователи сообщили о создании светящихся в темноте суккулентов, которые заряжаются на солнечном свету. Растения, в которые ввели светоизлучающие соединения, могут светиться разными цветами, а в самом ярком состоянии их свечение сравнимо с небольшим ночником. Этот простой и недорогой метод может помочь заложить основу для устойчивых растительных систем освещения.

«Представьте мир "Аватара", где светящиеся растения освещают целую экосистему. Мы хотели воплотить это видение, используя материалы, с которыми уже работаем в лаборатории. Представьте, что светящиеся деревья заменят уличные фонари», — говорит первый автор статьи Шутин Лю из Южно-Китайского сельскохозяйственного университета.

Идея светящейся зелени не нова. В прошлых исследованиях создавали похожие растения с помощью генной инженерии. Но свечение часто было тусклым и обычно только зелёным. Методы также были сложными и дорогими.

Вместо того чтобы заставлять клетки светиться с помощью генетической модификации, команда использовала частицы фосфора с эффектом послесвечения — материалы, похожие на те, что используются в светящихся в темноте игрушках. Эти соединения поглощают свет и медленно высвобождают его с течением времени.

Чтобы частицы могли перемещаться по тканям листа, исследователям нужно было подобрать идеальный размер: около 7 микрометров, что примерно равно ширине красной кровяной клетки.

«Частицы меньшего, наноразмера легко перемещаются внутри растения, но светятся тусклее. Более крупные частицы светились ярче, но не могли далеко продвинуться внутри растения», — объясняет Лю.

Затем команда ввела частицы в несколько видов растений, включая суккуленты и несуккуленты, такие как эпипремнум золотистый и бок-чой. Но только суккуленты дали сильное свечение благодаря узким, однородным и равномерно распределённым каналам внутри листа, которые помогли эффективнее распределить частицы. После пары минут воздействия солнечного или комнатного LED-света модифицированные растения светились до двух часов.

«Это было действительно неожиданно», — говорит Лю, отмечая, что изначально она думала, что лучше проявят себя растения с воздушной структурой тканей. «Частицы распространились за считанные секунды, и весь лист суккулента светился».

Используя разные типы фосфоров, исследователи создали растения, светящиеся разными цветами, включая зелёный, красный и синий. Они даже построили стену из 56 светящихся суккулентов, достаточно яркую, чтобы освещать близлежащие объекты и читать текст.

«Подготовка каждого растения занимает около 10 минут и стоит чуть больше 10 юаней (около 1,40 доллара США), не считая труда», — говорит Лю.

Свечение суккулентов со временем ослабевает, и команда всё ещё изучает долгосрочную безопасность материалов для растений. Тем не менее, эта концепция может предложить устойчивую альтернативу для низкоинтенсивного освещения дорожек, садов или интерьеров. Команда также исследует, как этот метод можно применить для освещения растений, не являющихся суккулентами.

«Мне просто невероятно, что полностью созданный человеком материал микроскопического масштаба может так органично объединиться с естественной структурой растения. То, как они интегрируются, почти волшебно. Это создаёт особый вид функциональности», — заключает Лю.