چراغهای طبیعی و زنده؛ آینده روشنایی در خانه شما با گیاهان درخشان؟
پژوهشگران در چین با استفاده از نانوذرات، روشی ساده و ارزان برای تبدیل گیاهان آپارتمانی به چراغخوابهای درخشان ابداع کردهاند. این تیم با تزریق یک ترکیب فسفری جدید به برگ گیاهان گوشتی (ساکولنتها)، موفق شدهاند کاری کنند که این گیاهان پس از چند دقیقه قرار گرفتن در معرض نور، تا دو ساعت از خود نوری ملایم و یکنواخت ساطع کنند.
فناوری نوین روشنایی با گیاهان زنده
چه میشد اگر گیاهان خانگی شما کاری بیش از زیبا به نظر رسیدن انجام میدادند؟ پژوهشگران در دانشگاه کشاورزی جنوب چین در شهر گوانگژو، با استفاده از نانوذرات، راهی برای ارتقای این گیاهان به چراغخوابهایی با نور ملایم و در طیفهای رنگی مختلف یافتهاند.
این تیم یک ترکیب فسفری ساطعکننده نور ساخته است که به گیاهان گوشتی مشابه ساکولنتها اجازه میدهد تنها در چند دقیقه زیر نور خورشید یا نور LED شارژ شوند و سپس نوری ملایم و یکنواخت را تا دو ساعت از خود ساطع کنند. این ترکیب فسفری که شبیه به ترکیبات موجود در سبببازیهای شبتاب است، ارزان و زیستسازگار بوده و جایگزین روشهای پیچیدهتری مانند اصلاح ژنتیکی برای ایجاد زیستتابی در گیاهان میشود. این ماده به سادگی به داخل برگها تزریق میگردد.
پیشینه تحقیقات درخشانسازی گیاهان
این اولین باری نیست که گیاهان برای درخشش دستکاری میشوند. تیمی در دانشگاه MIT در سال 2013 با استفاده از آنزیمهای موجود در کرمهای شبتاب به این هدف دست یافتند. همچنین در سال 2020 در یک تلاش مشترک، DNA قارچهای زیستتاب به گیاهان تنباکو تزریق شد تا آنها را روشن کنند. پروژهای دیگر از MIT در سال 2021 رویکردی مشابه با این نمونه داشت، اما در آن گیاهانی مانند شاهی آبی، تنباکو، ریحان و مینا فقط برای نصف این مدت میدرخشیدند.
چالشهای فنی و راهحلها
تیم چینی علاوه بر اصلاح یک ترکیب تجاری برای این پروژه، باید اندازه مناسب ذرات فسفر را نیز پیدا میکرد تا در داخل گیاهان به درستی عمل کنند. شوتینگ لیو، نویسنده اصلی این پژوهش توضیح میدهد که ذرات کوچکتر در مقیاس نانو به راحتی در گیاه حرکت میکنند اما کمنورتر هستند. ذرات بزرگتر درخشانتر هستند اما نمیتوانند در عمق گیاه حرکت کنند. بنابراین پژوهشگران پس از آزمایشهای گسترده به اندازه بهینه حدود 3 میکرومتر، تقریباً به اندازه عرض یک گلبول قرمز، رسیدند. آنها همچنین از طریق آزمایش دریافتند که این ذرات در گیاهان گوشتی (ساکولنتها) بهتر از گیاهانی با برگهای نازکتر مانند کلم چینی عمل میکنند.
مکانیسم عملکرد و قابلیتهای رنگارنگ
پس از یافتن اندازه ذره، غلظت تزریق و نوع گیاه مناسب، آنها متوجه شدند که ماده فسفری تقریباً بیفاصله در برگهای ساکولنت پخش شده و کل برگها را به طور یکنواخت روشن میکند، به اندازهای که اشیاء نزدیک را نیز نورانی میکند. دانشمندان همچنین توانستند فسفرهای اصلاحشدهای بسازند که در رنگهایی مانند سبز، قرمز و آبی میدرخشند. این ویژگی میبه خلاقیت دکوراسیون داخلی یا باغی بدیع و همچنین روشنایی مسیرها منجر شود.
مزایای اقتصادی و سازگاری با محیط زیست
این گیاهان درخشان هزینه زیادی هم ندارند. به گفته لیو: «آمادهسازی هر گیاه حدود 10 دقیقه طول میکشد و بدون احتساب هزینه کار، کمی بیش از 10 یوان (حدود 1.3 دلار) هزینه دارد.»
طی یک دوره 10 روزه، گیاهان تزریقشده هیچ نشانهای از آسیب، زردی، ضعف ساختاری یا حتی کاهش سطح کلروفیل از خود نشان ندادند. گام بعدی پژوهشگران، مشاهده اثرات بلندمدت فسفر بر روی گیاهان برای تعیین میزان ایمنی کامل آن است. اگر این روش کاملاً ایمن تشخیص داده شود، تجربه دیدن آن در باغهای گیاهشناسی وسیع و قدم زدن در میان انبوهی از گیاهان درخشان، بسیار جذاب خواهد بود.
