中國大陸研究人員將奈米粒子注入植物,可發光2小時。圖/取自Matter
中國大陸研究人員將奈米粒子注入植物,可發光2小時。圖/取自Matter
【本報綜合外電報導】電影《阿凡達》世界的發光的植物,照亮整個生態系統,在真實世界,中國大陸科學家也已培育出能發出綠光的「夜光多肉植物」,甚至在美國市場也能買到。科學家表示,向植物注入奈米粒子鋁酸鍶,就能培育出綠光植物;在陽光直射下放置幾分鐘,就會持續發光長達2小時。發光的植物,可取代路燈。研究成果已發表於學術期刊《物質》(Matter),為可持續植物照明技術,開創先河。
大陸廣州華南農業大學研究員、此項研究共同作者、生物學家劉淑婷說:「想像《阿凡達》的世界,發光的植物照亮了整個生態系統。」她說:「我們希望利用實驗室現有的材料,來實現這個願景。想像一下,發光的樹木,取代了路燈!」
56株發光綠牆 可看清文字
為讓植物發光,劉淑婷與其他研究人員在多肉植物「女雛」(Echeveria Mebina)的葉子,注射鋁酸鍶;它是種白色或無色,且不可燃的無機化合物,重要用途是用於螢光材料,常用於夜光玩具,可吸收光,並隨時間推移,逐漸釋放光。
劉淑婷表示,運用此方法,表示科學家不再使用傳統的基因編輯技術實現此效果,而是遵循美國麻省理工學院研究小組開創的模型。
她說:「透過向植物注射奈米粒子,而不是編輯其基因,研究人員能培育出發出紅、藍、綠光的植物。但通常情況下,受植物自然顏色限制,科學家只能創造出綠光。」
「基因編輯是一種很好的方法,但我們不採用。」劉淑婷說:「我們特別受到無機餘輝材料的啟發,這種材料可透過光『充電』,然後以餘輝形式緩慢釋放,同時也受之前在發光植物方面的努力啟發,這些努力,暗示基於植物的照明,甚至是『植物燈』的概念。」
研究目標是將多色、長餘輝材料與植物結合,超越植物發光的顏色限制,並為植物提供不依賴光合作用的方式,來儲存與釋放光。亦即本質是種充滿光的「活植物燈」。
研究顯示,研究小組試圖透過建造一面由56株植物組成的綠牆,來展示實際應用;這面綠牆可產生足夠的光,來看清文字與圖像。植物注入鋁酸鍶後,在陽光直射下放置幾分鐘,就會持續發光長達2小時。
葉子變暗再照光 繼續發亮
劉淑婷說,雖在這段時間,餘輝亮度逐漸減弱,但「植物可通過反覆接受陽光照射,進行充電。」她說,補充植物儲存的能量,讓植物在陽光消失後繼續發光。
劉淑婷說,這些植物在處理25天後,仍能保持發出餘輝效果的能力,而注入餘輝粒子的老葉子「即使在枯萎後」,也會在紫外線刺激下繼續發光。
她說,雖然鋁酸鍶在植物中極易分解,對植物組織造成危害,但科學家為這種材料開發一種化學塗層,可作為保護。
植物距離「提供功能性照明還很遠,因它們的發光強度對實際照明仍太弱。」劉淑婷說,展望未來,若能顯著提高亮度,並延長發光時間,且證明安全照明,就有機會達到「夜晚的花園或公共空間,被發光植物柔和地照亮。」