una ricerca del MIT riscrive il rapporto tra piante e luce e ottiene piante capaci di illuminare

Utilizzando nanoparticelle incorporate nelle foglie delle piante, ricercatori hanno creato una pianta che emette luce che può essere caricata da un LED

 

La nanobionica vegetale è un campo scientifico davvero interessante, e queste piante luminose sviluppate al MIT sono solo l’inizio.

Scienziati del MIT hanno utilizzato nanoparticelle specializzate per creare piante in grado di emettere luce. Gli ingegneri hanno quindi utilizzato un LED per caricare le particelle incorporate nelle foglie della pianta. Dieci secondi di carica LED e le piante restano luminose per diversi minuti.

Michael Strano, professore di ingegneria chimica al MIT e autore senior del nuovo studio recentemente pubblicato, racconta che il gruppo di ricerca vuole andare oltre e sviluppare piante in grado di assorbire la luce, immagazzinarla e riemetterla lentamente. Se perfezionato, questo metodo potrebbe consentire all’illuminazione vegetale di diventare una realtà in case e aziende di tutto il mondo. La ricerca è disponibile su Science Advances.

Piante luminose: come è possibile?

Gli scienziati hanno introdotto enzimi come la luciferasi, che si trova nelle lucciole, nelle nanoparticelle. La bellezza di questo approccio è che gli scienziati possono mescolare e abbinare nanoparticelle funzionali e poi inserirle in piante viventi, “testando” e ottimizzando questi autentici superpoteri. È un campo molto interessante chiamato “nanobionica vegetale”. Usando nanoparticelle che immagazzinano e rilasciano gradualmente luce, gli ingegneri creano piante che emettono luce che possono essere caricate ripetutamente.

Per creare il loro “condensatore di luce”, i ricercatori hanno deciso di utilizzare un tipo di materiale, il fosforo. Il fosforo può assorbire la luce visibile o ultravioletta e poi rilasciarla lentamente sotto forma di bagliore fosforescente. I ricercatori hanno utilizzato come fosforo un composto chiamato alluminato di stronzio, che può essere formato in nanoparticelle. Prima di incorporarlo nelle piante, per proteggerle, i ricercatori hanno rivestito le particelle di silice, che impedisce sofferenza alla pianta.

“Creare luce ambientale con l’energia chimica rinnovabile delle piante viventi è un’idea audace”, afferma Sheila Kennedy, professoressa di architettura al MIT e co-autrice dell’articolo che ha lavorato con il gruppo del prof. Strano sull’illuminazione a base vegetale. “Rappresenta un cambiamento fondamentale nel modo in cui pensiamo alle piante viventi e all’energia elettrica per l’illuminazione”.

Usando nanoparticelle embeddate nelle foglie, i ricercatori hanno creato piante capaci di emettere luce che possono essere caricate con un LED. In questa immagine, le parti verdi sono le nanoparticelle che si sono aggregate sulla superficie del tessuto spugnoso delle foglie. Foto: gentile concessione dei ricercatori MIT 

Illuminazione su larga scala

Le particelle possono anche aumentare la produzione di luce di qualsiasi altro tipo di impianto che emette luce, compresi quelli originariamente sviluppati dal laboratorio di Strano. I ricercatori del MIT hanno realizzato che l’approccio del “condensatore di luce” può funzionare in molte specie di piante diverse, tra cui basilico, crescione e tabacco, hanno scoperto i ricercatori. Hanno anche dimostrato di poter illuminare le foglie di una pianta chiamata ‘orecchio di elefante’, thailandese, che può essere larga più di un piede, una dimensione che potrebbe rendere le piante utili come fonte di illuminazione esterna.

“Se le piante viventi potessero essere il punto di partenza di una tecnologia avanzata, le piante potrebbero sostituire la nostra attuale rete di illuminazione elettrica urbana insostenibile per il reciproco vantaggio di tutte le specie dipendenti dalle piante, comprese le persone”.

Piante luminose: non è il primo tentativo

Il team del MIT lavora al progetto da almeno 4 anni. Nel 2017 sono nate le prime piante con delle caratteristiche luminose. La loro prima generazione di piante sulla quale i ricercatori avevano lavorato nel 2017, conteneva nanoparticelle che trasportano luciferasi e luciferina, che lavorano insieme per dare alle lucciole il loro bagliore.

La versione 2021 delle ‘piante luminose’ è in grado di emettere una luce molto più forte: è un cambiamento ritenuto significativo, che giustifica nuovi sforzi per ottenere un risultato finale accettabile.

Nel nuovo studio, Strano e i suoi colleghi volevano creare componenti che potessero estendere la durata della luce e renderla più luminosa. Hanno avuto l’idea di utilizzare un condensatore, che è una parte di un circuito elettrico in grado di immagazzinare elettricità e rilasciarla quando necessario. Nel caso di piante incandescenti, un condensatore di luce può essere utilizzato per immagazzinare la luce sotto forma di fotoni, per poi rilasciarla gradualmente nel tempo.

L’obiettivo del team di ricerca è dimostrare che “una visione futura in cui l’infrastruttura di illuminazione delle piante viventi è parte integrante degli spazi in cui le persone lavorano e vivono” è possibile, ha affermato la prof.ssa Kennedy. “

Il prossimo passo potrebbero essere materiali biomimetici per rilevare cambiamenti chimici, o maggiore efficienza nella rigenerazione (per migliorare le colture).

fonti: Futuroprossimo.it I MIT News

foto di copertina: Seon-Yeong Kwak, per gentile concessione MIT


 

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