植物照明時(shí)代來(lái)襲
植物照明時(shí)代來(lái)襲
來(lái)源:《中國(guó)科學(xué)報(bào)》
美國(guó)麻省理工學(xué)院的工程師利用嵌入植物葉子中的特殊納米顆粒，創(chuàng)造出一種可由LED充電的新型發(fā)光植物。圖片來(lái)源：麻省理工學(xué)院
美國(guó)工程師利用嵌入植物葉子的特殊納米顆粒，創(chuàng)造出一種可以由LED充電的發(fā)光植物。它們可以反復(fù)充電，充電10秒后，植物會(huì)發(fā)光幾分鐘。相關(guān)研究近日發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》。這些植物產(chǎn)生的光比該研究小組2017年報(bào)告的第一代發(fā)光植物亮10倍。
“我們想要?jiǎng)?chuàng)造一種發(fā)光植物，它們會(huì)吸收并儲(chǔ)存一部分光，然后逐漸釋放出來(lái)。”麻省理工學(xué)院化學(xué)工程教授MichaelStrano說(shuō)，“這是朝著植物照明邁出的一大步。”
Strano和合作者想要?jiǎng)?chuàng)造出能夠延長(zhǎng)光線持續(xù)時(shí)間并使其更亮的組件。他們想到了使用電容的想法，后者是電路的一部分，可以?xún)?chǔ)存電能，并在需要時(shí)釋放出來(lái)。對(duì)于發(fā)光植物來(lái)說(shuō)，光電容器可以用來(lái)以光子的形式存儲(chǔ)光，然后隨著時(shí)間的推移逐漸釋放光。
為了創(chuàng)造他們的“光電容器”，研究人員決定使用一種被稱(chēng)為熒光粉的材料。這些材料可以吸收可見(jiàn)光或紫外光，然后以磷光的形式慢慢釋放出來(lái)。研究人員使用了一種名為鋁酸鍶的化合物作為熒光粉，這種化合物可以形成納米顆粒。在將它們植入植物前，研究人員將微粒包裹在二氧化硅上，以保護(hù)植物免受損害。
這些直徑幾百納米的顆粒可以通過(guò)氣孔（位于葉片表面的小氣孔）進(jìn)入植物體內(nèi)。這些顆粒聚集在被稱(chēng)為葉肉的海綿狀層中，在那里，它們形成了一層薄膜。研究人員說(shuō)，這項(xiàng)新研究的一個(gè)主要結(jié)論是，活體植物的葉肉可以在不傷害植物或犧牲光特性的情況下顯示光子粒子。
研究人員表示，在藍(lán)色LED照射10秒鐘后，植物可以發(fā)出約1小時(shí)的光。在開(kāi)始的5分鐘里，光線最亮，然后逐漸減弱。這些植物可以持續(xù)充電至少兩周。
“我們需要一種強(qiáng)烈的光能夠以脈沖的形式傳遞幾秒鐘，這樣就可以給它充電。”論文主要作者、麻省理工學(xué)院PavloGordiichuk說(shuō)，“我們還證明可以使用大鏡頭，如菲涅耳鏡頭，將放大的光傳輸超過(guò)1米的距離。這朝著創(chuàng)造人們可以使用的規(guī)模照明邁出了良好一步。”
研究人員發(fā)現(xiàn)，“光電容器”方法可以在許多不同的植物中工作，包括羅勒、豆瓣菜和煙草。他們還證明，這種方法可以照亮一種名為泰國(guó)象耳的植物葉子，其葉寬可能超過(guò)1英尺，可作為戶外照明源。
