麻省理工創(chuàng)造出了具有生物發(fā)光能力的植物并可能取代照明

未來的道路可能將由發(fā)光的樹木而不是路燈照亮，麻省理工學院的工程師們已經(jīng)創(chuàng)造出了具有生物發(fā)光能力的植物。研究人員將特殊的納米粒子注入到豆瓣菜的葉子中，結果讓這株植物在接下來的近4個小時里持續(xù)散發(fā)著微光。

為了創(chuàng)造出發(fā)光的植物，麻省理工學院的工程師們使用了一種名為熒光素酶的生物酶。熒光素酶能夠對熒光素分子產(chǎn)生作用，導致其發(fā)光。另外一種名為輔酶A的分子會通過消除一種抑制熒光素酶活性的反應副產(chǎn)物，給這一發(fā)光過程提供幫助。麻省理工學院的團隊將這些化學成分裝載到不同的納米載體上。納米粒子幫助生物酶到達植物的正確位置，同時也會阻止生物酶形成一種對植物來說有毒的濃聚物。最終豆瓣菜植物能夠像臺燈一樣發(fā)出了光亮。研究人員認為通過進一步的調整，這項技術也能夠獲得足夠的亮度為工作場所甚至是一整條街道提供照明，同樣也能夠用于低強度的室內照明。麻省理工學院化學工程系教授Michael Strano稱：“我們希望能夠讓植物作為一種臺燈使用，而且這樣的臺燈不需要插電。燈光最終將源于植物本身產(chǎn)生的能量?！彼a充道：“我們的研究為新型路燈和室內照明打開了新的大門，這種燈光完全來自于特殊處理的植物。熒光素酶構成的氧化酶在許多生物發(fā)光植物體內都存在。”螢火蟲能夠通過一種化學反應發(fā)出光亮，在這一過程中熒光素被熒光素酶轉變成氧化熒光素。這一反應過程是非常高效的，這意味著幾乎所有參與反應的能量都快速轉變成了光亮。

照明的損耗占到了全世界能源消耗的20%左右，因此使用發(fā)光植物取代照明能夠明顯降低二氧化碳的排放。最初研究人員在進行這個項目時，只能夠讓植物發(fā)光大約45分鐘，現(xiàn)在已經(jīng)提升到了3.5小時。一株10厘米高的豆瓣菜幼苗產(chǎn)生的光亮目前只有正常閱讀所需亮度的千分之一，但是它仍然能夠照亮書頁上的字。麻省理工學院的團隊認為，通過進一步優(yōu)化化學物質的濃度和釋放速度，能夠提高植物發(fā)出的光亮和持續(xù)時間。對于這項技術，研究團隊希望研發(fā)一種方式將納米粒子印刷或者噴射到植物的葉子上，從而把樹木或者其它大型植物變成光源。研究人員也證實，他們能夠通過添加攜帶了一種熒光素酶抑制劑的納米粒子之后，關掉植物的發(fā)光能力。這就使他們有可能最終創(chuàng)造出一種能夠對陽光等環(huán)境條件作出反應并關閉發(fā)光功能的植物。