A Dél-kínai Mezőgazdasági Egyetem kutatói biomérnöki úton hozták létre azokat a pozsgásokat, amelyek élénk színekben világítanak, fénykibocsátó foszforrészecskékkel injektálva őket, majd napfénynek vagy LED-fénynek téve ki a növényeket.

A Xuejie Zhang vezette csapat mikron méretű foszforrészecskékkel itatta át az Echeveria „Mebina” pozsgás növényeket – egy gyakori szobanövényt. Ezek a részecskék, stronciumból és alumíniumból, valamint más fémekből készült szintetikus anyagok, különböző színű fényt bocsátanak ki. Ennek köszönhetően a szakértőknek sikerült lélegzetelállító látványt nyújtani, amelyben a növények nemcsak ragyogó zöld, hanem kék, piros és kékeslila árnyalatban is ragyognak.

A Matter folyóiratban megjelent jelentésükben leírtak szerint a fény akár két órán át is tartott, a legerősebb fény pedig egy kis éjjeli lámpa fényéhez hasonlítható volt. Figyelemre méltó, hogy ez a folyamat naponta megismételhető volt napfényből vagy LED-lámpából történő „feltöltéssel”, a lumineszcencia pedig a tanulmány 10 napja alatt újra és újra visszatért.

Hogyan világították meg a pozsgásokat a foszforrészecskék?

A foszforrészecskék levelek megjelenésének megváltoztatásának lebontása a befecskendezési időszak alatt. - Forrás: Liu és mtsai.

„Képzeljük el az Avatar világát, ahol világító növények világítanak meg egy egész ökoszisztémát” – mondta Shuting Liu, a tanulmány szerzője egy sajtóközleményben . „Ezt a víziót olyan anyagok felhasználásával szerettük volna megvalósítani, amelyekkel már dolgozunk a laboratóriumban. Képzeljük el, ahogy világító fák váltják fel az utcai lámpákat.”

A világító növények korábbi kísérletei – különösen a géntechnológiai megközelítések, mint például a szentjánosbogarak vagy világító gombák génjeinek dohánynövényekbe vagy petúniákba történő beültetése – csak halvány, korlátozott zöld fényt produkáltak.

Ez az új módszer azonban körülbelül hat-nyolc mikrométer széles, emberi vörösvérsejt méretű szintetikus foszforrészecskéket használ. Ezek elég kicsik ahhoz, hogy áthaladjanak a növényi szöveteken, mégis elég nagyok ahhoz, hogy erős fényt hozzanak létre.

A pozsgások belső szerkezete elősegítette ezen részecskék egyenletes eloszlását, ellentétben más fajokkal, például a pak choy-jal vagy az arany pothosszal, amelyek foltos vagy egyáltalán nem világítottak.

„Ez nagyon váratlan volt” – mondta Liu, hozzátéve, hogy először azt hitte, a levegős szövetszerkezetű növények jobban illenek a kísérlethez. „A részecskék másodpercek alatt szétszóródtak, és a pozsgás növény teljes levele világított.”

Lehetséges felhasználási módok ezekre a színes, világító pozsgás növényekre

A kutatók szerint a növények befecskendezése körülbelül 10 percet vesz igénybe. Feltöltés után – azaz néhány percig napfény vagy LED-lámpa hatásának kitéve – a növények akár két órán át is világíthatnak.

Az újratöltés egyszerűen az expozíció megismétléséből áll.

Az egy növényre jutó anyagköltség is alacsony – nagyjából 10 kínai jüan, azaz körülbelül 1,40 amerikai dollár, a munkadíjat nem számítva. A csapat szabadalmi kérelmet nyújtott be a technikára, és dekoratív vagy praktikus világítási alkalmazásokat képzelnek el élő növényi telepítések használatával. Úgy vélik, hogy ez egy alacsony intenzitású világítás költséghatékony és fenntartható alternatívája lehet olyan területeken, mint az ösvények vagy kertek, vagy akár a belsőépítészet.

A világító pozsgások különféle színekkel ragyoghatnak. - Forrás: Liu és mtsai.

Még egy 56 világító pozsgásból álló „növényfalat” is létrehoztak, amely annyi fényt termelt, hogy éjszaka egy könyvet lehetett olvasni a fal közelében.

„Egyszerűen hihetetlennek tartom, hogy egy teljes egészében ember alkotta, mikroméretű anyag ilyen zökkenőmentesen illeszkedhet egy növény természetes szerkezetéhez” – mondta Liu. „Az, ahogyan integrálódnak, szinte varázslatos.”

Figyelmeztetések és egyéb szakértői nézőpontok

Míg Shuting Liu és kutatótársai optimisták az innováció jövőbeli lehetőségeit illetően, más szakértők kevésbé magabiztosak, és néhány fontos kérdést vetnek fel.

A Nature- nek nyilatkozva Keith Wood, az amerikai székhelyű Light Bio biotechnológiai cég munkatársa két fő aggályt emelt ki: a növényegészségügyet és -biztonságot.

A részecskeinfúzió hosszú távú hatásai a növények életképességére nem ismertek. Az idegen részecskék levelekbe történő befecskendezése potenciálisan befolyásolhatja egészségüket. Ezenkívül értékelni kell a toxicitási kockázatokat abban az esetben, ha a részecskéket tartalmazó leveleket véletlenül lenyelik.

A befecskendezési folyamat bemutatása. - Forrás: Liu és mtsai.

Wood szkeptikus volt azzal kapcsolatban is, hogy a világító pozsgások helyettesíthetik a hagyományos világítást. Elbűvölő újdonságnak nevezte őket, de azt mondta, hogy „látványosan elmaradnak” a praktikus világítási megoldásoktól. A világító növényeknek, mondta, inkább a szeszélyről kellene szólniuk, mint bármi másról.

„Valami szórakoztatót, élvezeteset és varázslatosat alkotunk” – mondta.

A kínai kutatócsoport célja az egyensúly megtalálása: a praktikum és a szeszélyesség keveréke, alaposabb biztonsági tesztek elvégzésével.

Ezután biztonsági és tartóssági teszteket terveznek végezni – és esetleg más növényfajokra is kiterjesztik a tesztelést. (ati)

Címlapkép: A pozsgások befecskendezése mindössze 10 percet vett igénybe. - Forrás: Liu és mtsai