Исследовательская команда из Китая применила инновационный подход к созданию растительного свечения — внедрение наночастиц в ткани растений. Ссылка скопирована! Светящиеся в темноте растения, обладающие достаточной интенсивностью, чтобы служить ночным ориентиром в городских пространствах, кажутся делом научной фантастики. Тем не менее уже существуют растения, излучающие зеленоватый свет, и даже коммерчески доступные экземпляры на рынках США. Китайские исследователи пошли дальше, заявляя о создании первых в истории разноцветных и относительно ярких люминесцентных растений. «Представьте мир, напоминающий ‘Аватар’, где светящиеся растения формируют летучую, самоосвещаемую экосистему», — описывает биолог Шутинг Лю, научный сотрудник Южно-Китайского сельскохозяйственного университета в Гуанчжоу и соавтор статьи, опубликованной 27 августа в журнале Matter.

«Мы стремились материализовать эту идею, опираясь на те материалы, с которыми работаем в лаборатории. Вообразите, что светящиеся деревья могут заменить уличные фонари», — пояснила она.

Для инициирования свечения команда использовала алюминат стронция, внедрённый в листья эхеверии «Мебина». Лю и её коллеги вводили в мясистые листья этой суккулентной эхеверии частицы алюмината стронция — материала, известного по игрушкам с периодическим послесвечением — который аккумулирует фотоэнергию и постепенно высвобождает её в виде видимого света. Такой приём представляет собой отход от классического генного редактирования и опирается на концепции, частично разработанные ранее командой MIT. Внедряя наночастицы вместо изменения генома, исследователи получили растения, способные излучать красный, синий и зелёный спектры; в традиционных подходах обычно доминирует лишь одно — зелёное свечение. «Редактирование генов — ценный метод», — отметил Лю в письме CNN, — «но нас вдохновили неорганические материалы с длительным послесвечением, способные накопить свет и постепенно отдавать его, создавая эффект «заряженной лампы» для живых растений».»

«Наша цель состояла в интеграции многокрасочных материалов с длительным послесвечением в растительные ткани, чтобы преодолеть привычные спектральные ограничения и предоставить растениям автономный механизм аккумулирования и излучения света — по сути, сделать растение заряженной световой лампой», — добавила она.

Созданная «зелёная стена» обеспечивала уровень освещённости, достаточный для различения текста и изображений в темноте. В эксперименте команда собрала вертикальную панель из 56 растений, которая после кратковременной инсоляции излучала свет, позволяющий разглядеть текст, графику и силуэт человека на расстоянии около десяти дюймов (примерно 25 сантиметров). После инъекций и нескольких минут под прямыми солнечными лучами растения сохраняли видимое свечение до двух часов; интенсивность постепенно снижалась, однако растения могли многократно «перезаряжаться» под воздействием дневного солнца, пополняя энергетический запас и продолжая светиться после захода. По словам Лю, длительность способности к послесвечению отмечена в течение 25 дней после обработки, а старые листья, содержащие внедрённые частицы, оставались чувствительными к ультрафиолету и продолжали излучать свет при соответствующем облучении. Поскольку алюминат стронция может распадаться и потенциально оказывать вредное воздействие внутри тканей, исследователи разработали химическое покрытие, действующее как барьер и защищающее растительную ткань.

В публикации авторы указывают на «потенциал создания устойчивых люминесцентных растений и систем освещения, способных аккумулировать солнечную энергию днём и излучать свет ночью».

Вместе с тем в научном сообществе звучит осторожный скептицизм относительно практической применимости метода. «Мне нравится статья, она интересна, но, возможно, она переоценивает реальные возможности и перегружает терпимость растений», — отметил биохимик Джон Карр, профессор физиологии растений в Кембриджском университете, не связанный с исследованием. «С учётом ограниченных энергетических ресурсов растений я сомневаюсь, что они скоро заменят городские фонари», — добавил он. Лю открыто признаёт, что растения «пока удалены от уровня функционального освещения, поскольку их свечение остаётся слишком слабым для практического применения в уличном освещении», и подчёркивает необходимость дальнейшей оценки безопасности послесвечающих частиц как для растений, так и для животных.

По её мнению, в текущем состоянии люминесцентные растения «могут выполнять преимущественно декоративную функцию или служить ночными светильниками».