科学家开发新一代发光植物:充电10秒钟,发光1小时

Chloe Ma

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麻省理工学院的工程师们利用嵌在植物叶子里的特殊纳米粒子,创造了一种可以用LED充电的发光植物。经过10秒钟的充电,植物会发出1小时的光,而且可以反复充电。这些植物产生的光比研究小组在2017年报告的第一代发光植物要亮10倍。

斯特拉诺的实验室已经在植物纳米仿生学这一新领域工作了数年,其目的是通过将植物嵌入不同类型的纳米粒子来赋予其新的功能。他们的第一代发光植物含有携带荧光素酶和荧光素的纳米颗粒。利用这些颗粒,研究人员产生了可以发出微弱光线的水芹植物,光的亮度大约是阅读所需的千分之一,可以持续数小时。

在新的研究中,斯特拉诺和他的同事们希望能够延长光线持续时间以及增强光线亮度。他们想到了使用电容器的想法。在发光植物中,光电容器可以以光子的形式储存光。随后,光会慢慢随着时间的推移逐渐释放。

为了创造他们的光电容器,研究人员决定使用荧光粉,它可以吸收可见光或紫外光,然后以磷光的形式慢慢释放。研究人员使用一种叫做铝酸锶的化合物作为他们的荧光粉,这种化合物可以形成纳米颗粒,保护植物免受伤害。

研究人员表明,在曝光蓝色LED光10秒后,他们的植物可以发出大约一个小时的光。在最初的5分钟里,光线最亮,然后逐渐减弱。这些植物可以持续充电至少两周。

麻省理工学院的研究人员发现,"光电容器 "方法可以在许多植物中发挥作用,包括罗勒、水芹和烟草。他们还表明,他们可以照亮一种叫做泰国象耳的植物的叶子。因为这种植物的叶子超过一英尺宽,可以将这种植物作为户外照明源。

斯特拉诺实验室的研究人员现在正致力于将磷光电容器颗粒与他们在2017年研究中使用的荧光素酶纳米颗粒结合起来,从而生产出能够产生更亮、持续时间更长的发光植物。

该研究论文题为"Augmenting the living plant mesophyll into a photonic capacitor",已发表在《科学进展》期刊上。

前瞻经济学人APP资讯组

参考资料:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abe9733

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