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充电10秒,发光几分钟的植物

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  想像一下,若是植物自己的能量代谢就能为其提供能量,从而使一株植物就可以充当台灯,不需要插入电源就能照亮漆黑,我们生涯的环境将会酿成什么样子?

  事实上,这一愿景早在2017年就已经开端实现。那时,麻省理工学院的研究职员Michael Strano和他的团队通过将特殊的纳米颗粒植入豆瓣菜的叶子中,诱导豆瓣菜发出了近四个小时的微弱光泽。

用纳米生物发光植物来照明一本书,图中显示的植物为两株3.5周大的豆瓣菜。| 图片泉源:Seon-Yeong Kwak

  这些豆瓣菜就是第一代的可用于照明的发光植物,它们含有携带着萤光素酶和萤光素的纳米颗粒,正是这两种物质的配互助用,使得萤火虫能够发光。只不外,对于2017年缔造出的那些发光植物来说,它们放出的光泽异常微弱,约莫是阅读所需光泽的千分之一。

  现在,在一项新研究中,统一研究团队再次行使嵌入植物叶子中的特殊纳米颗粒,缔造出了一种可以由LED充电的发光植物。这次,这些植物可以在充电仅10秒之后就连续发光几分钟,而且可以被频频充电,而且这些植物所发生的光,比2017年首次讲述的第一代发光植物要亮10倍。

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  行使植物的可再生化学能来缔造环境光是一个勇敢的想法,这种想法是“植物纳米仿生学”(plant nanobionics)的一个例子。植物纳米仿生学是一个新兴领域,它旨在将差其余具有功效性的纳米粒子插入到植物中,以此赋予植物新的功效特征。缔造出了第一代发光植物的Strano教授多年来一直致力于这一领域的研究。

  在新的研究中,为了缔造出能够放出连续时间更久且更明亮的发光植物,他们想到了使用电容的看法。我们知道,在电学中,电容是电路的一部门,它可以储存电能,并在需要的时刻再将电释放出去。

  对应于发光植物,研究职员想到的是“光电容器”,有了光电容器,他们就能够以光子的形式存储光,然后随着时间的推移再让其逐渐将光释放出来。

  为了缔造出光电容器,研究职员决议使用一类被称为磷光体的质料,这类质料可以吸收可见光或紫外光,然后逐步地以磷光的形式释放出来。最终,他们选用的是一种可以形成纳米颗粒的名为铝酸锶的化合物作为磷光体。而且他们在将铝酸锶纳米颗粒植入植物之前,先将颗粒包裹上二氧化硅,以此来珍爱植物免受化合物的危险。

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