Здесь продолжение новости от 28 апреля 2025 года, когда
китайские выдумщики представили первые светящиеся растения.
А, ок. Поехали искать.
____________________________________________________________________________
Научная фантастика из «Аватара» становится реальностью:
китайские ученые заставили суккуленты светиться радужным светом в темноте
2026-04-06 01:24
Будущее городское освещение может больше не зависеть от
традиционных уличных фонарей, а обеспечиваться биолюминесцентными растениями.
Исследовательская группа Южно-Китайского сельскохозяйственного университета
совершила крупный прорыв в технологии биолюминесценции, успешно разработав
инновационный метод, позволяющий суккулентам светиться в темноте. Эти
специально обработанные растения не только излучают мягкое свечение, но и
демонстрируют множество цветов, включая красный, зеленый, фиолетовый и синий.
Даже одно растение может создать ослепительный радужный эффект. Результаты
исследования, опубликованные в журнале Matter, открывают новый путь для
разработки устойчивых биолюминесцентных систем освещения.
В основе этой технологии лежит использование частиц фосфора
с эффектом послесвечения — материала, похожего на люминесцентные компоненты,
используемые в светящихся в темноте игрушках и наклейках. Используя тщательно
разработанную инъекционную среду, исследователи ввели эти частицы в
растительную ткань, создав живую люминесцентную систему, которая поглощает и
хранит световую энергию, а затем медленно высвобождает её в темноте. Хотя
каждый лист должен обрабатываться индивидуально, а свечение длится около двух
часов, этот прорыв закладывает основу для реализации научно-фантастической
сцены светящихся растений, освещающих экосистему, как это показано в фильме
«Аватар».
Трансформация технологий из научной фантастики в реальность
Биолюминесценция — распространенное явление в природе, и
организмы, от экзотических существ в глубоководных районах до светлячков в
лесу, демонстрируют замечательную способность производить свет. Однако
искусственное придание этой способности обычным растениям было серьезной
проблемой для ученых. В предыдущих исследованиях предпринимались различные
попытки, включая генную инженерию и химическую обработку, но эти методы
оказались слишком сложными или дорогостоящими для крупномасштабного применения.
Исследовательская группа под руководством биолога Лю Шутин
из Южно-Китайского сельскохозяйственного университета выбрала другой
технологический подход. «Представьте себе мир «Аватара», где светящиеся
растения освещают всю экосистему», — сказала она. «Мы хотим воплотить это
видение в жизнь, используя материалы, которые уже есть в нашей лаборатории.
Представьте себе светящиеся деревья, заменяющие уличные фонари».
Первой проблемой, с которой столкнулась исследовательская
группа, было определение подходящего размера частиц люминофора. Более крупные
частицы, хотя и излучали более интенсивный свет, с трудом проникали в
растительные ткани; слишком мелкие частицы не обладали достаточной
интенсивностью люминесценции. После многочисленных экспериментов исследователи
обнаружили, что размер частиц в 7 микрон, примерно равный размеру эритроцита
человека, является идеальным размером, обеспечивающим как достаточную
интенсивность люминесценции, так и эффективное распространение в растительных
тканях.
Структура тканей суккулентов, по-видимому, уникально приспособлена для производства света.
Исследовательская группа протестировала различные растения,
включая золотистый сциндапсус и китайскую капусту. Удивительно, но суккуленты с
их относительно плотной структурой тканей показали наилучшее свечение. Лю Шутин
восхитился: «Это было действительно неожиданно. Частицы распространились за
считанные секунды, и весь лист суккулента замерцал».
Это открытие опровергло первоначальную гипотезу
исследователей. Первоначально они считали, что растения с рыхлой структурой
тканей будут более приспособлены для распространения и излучения частиц
фосфора. Однако результаты эксперимента показали, что уникальная структура
тканей суккулентов на самом деле обеспечивает идеальную среду для распределения
частиц фосфора, позволяя свету излучаться более равномерно по всей поверхности
листа.
Технологические преимущества и практический потенциал
Группа светящихся суккулентов обеспечивает достаточно света
для чтения.
Главное преимущество этой технологии заключается в ее
простоте и экологичности. По сравнению со сложными методами генной инженерии,
введение частиц фосфора относительно просто, не требует изменения генетической
структуры растения и не оказывает необратимого влияния на его нормальный рост.
Что еще важнее, эти светящиеся растения «заряжаются» солнечной энергией,
поглощая световую энергию днем, а затем продолжают светиться примерно два часа
ночью.
С практической точки зрения, эти биолюминесцентные растения
уже сейчас могут обеспечить достаточное освещение. Эксперименты показали, что
группа светящихся суккулентов производит достаточно света для чтения. При
дальнейшей оптимизации и масштабировании эта биолюминесцентная система
освещения имеет потенциал для применения в различных областях, включая дизайн
интерьеров, садовое освещение, системы аварийного освещения и даже
функциональное освещение в проектах городского озеленения.
Еще одна выдающаяся особенность этой технологии —
возможность многоцветного свечения. Используя различные типы люминофорных
частиц, исследователи могут заставить растения излучать различные цвета,
включая красный, зеленый, фиолетовый и синий. Еще интереснее то, что разные
части одного и того же растения могут излучать разные цвета, создавая
визуальный эффект, похожий на радугу. Это разнообразие не только повышает
эстетическую ценность технологии, но и предоставляет больше возможностей для
различных сценариев применения.
С экологической точки зрения, эта биолюминесцентная система
освещения предлагает значительные экологические преимущества. По сравнению с
традиционным электрическим освещением, светящиеся растения не потребляют
электроэнергию, не выделяют тепло и не вызывают светового загрязнения. Кроме
того, будучи живыми растениями, они продолжают выполнять экологические функции,
такие как фотосинтез и очистка воздуха, обеспечивая двойную выгоду: освещение и
защиту окружающей среды.
Проблемы и перспективы развития
Несмотря на этот значительный прорыв, технология по-прежнему
сталкивается с рядом проблем. Основным ограничением является относительно
короткая продолжительность светового излучения. В настоящее время свет длится
около двух часов на одном заряде, и интенсивность света постепенно снижается со
временем. Исследовательская группа работает над увеличением этой
продолжительности, что может потребовать разработки новых люминофорных
материалов или улучшения метода доставки.
Еще одна проблема — сложность обработки. В настоящее время
каждый лист должен обрабатываться индивидуально для достижения эффекта
люминесценции, что может стать узким местом в крупномасштабном применении.
Исследователи изучают более эффективные методы обработки, включая разработку
люминофорных частиц, которые могут распространяться по сосудистой системе
растения, или улучшение методов инъекции для повышения эффективности обработки.
С точки зрения коммерциализации, контроль затрат также
является ключевым фактором. Хотя технология впрыскивания люминофора
относительно недорога по сравнению со сложными методами генной инженерии, для
её крупномасштабного коммерческого применения требуется дальнейшая оптимизация
производственных процессов, снижение материальных затрат и создание полной
производственной цепочки.
Лю Шутин полон уверенности в будущем развитии этой
технологии: «Я не могу поверить, что полностью искусственный микроматериал
может быть так органично интегрирован с природной структурой растений. То, как
они сочетаются, просто невероятно, создавая особую функцию».
В перспективе эта технология имеет потенциал для развития и
применения в самых разных направлениях. В городском планировании
биолюминесцентные растения могут стать важнейшим компонентом зеленой
инфраструктуры, обеспечивая эстетически привлекательные и экологически чистые
решения для освещения парков, улиц и фасадов зданий. В дизайне интерьеров
биолюминесцентные растения могут положить начало совершенно новым концепциям
декоративного освещения. Биолюминесцентные системы освещения, не зависящие от электричества,
также предлагают уникальные преимущества в чрезвычайных ситуациях и особых
случаях.
источник
____________________________________________________________________________
Ссылка на прямое виде от Евроньюс в MP4
______________________________________________________________________________
Отличный комментарий!