Tasavvur qiling-a, qorong'i tushganda, siz chiroqni yoqish o'rniga stolingizdagi porlab turgan o'simliklarni o'qishingiz mumkin. Bu qanday tajriba?
Massachusets Texnologiya Instituti (MIT) muhandislari ushbu tasavvurni amalga oshirish jarayonida birinchi muhim qadamni qo'yishdi. Muhandislar suv terasi barglariga maxsus nanozarrachalarni joylashtirdilar, bu esa suv terasi deyarli to‘rt soat davomida porlashiga turtki bo‘ldi. Ular keyingi optimallashtirish orqali bu nurli o'simlik bir kun ish joyini yoritish uchun etarli bo'lishiga ishonishadi.
MIT kimyo muhandisligi professori va tadqiqotning katta muallifi Maykl Stranoning aytishicha, ularning g‘oyasi stol chirog‘i sifatida ishlatilishi mumkin bo‘lgan zavod yaratishdir — quvvatni yoqish shart emas, yorug‘lik manbai. pirovardida hosilning o‘zidan kelib chiqadi. Energiya almashinuvi.
Tadqiqotchining so‘zlariga ko‘ra, bu texnologiyadan ichki yorug‘likning past intensivligini ta’minlash yoki daraxtlarni o‘z-o‘zidan ta’minlangan sxema chiroqlariga aylantirish uchun ham foydalanish mumkin.
Stranoning aytishicha, yorug'lik global energiya iste'molining taxminan 20% ni tashkil qiladi va o'simliklar o'zlarini ta'mirlashlari, o'z energiyasiga ega bo'lishlari va tashqi muhitga moslashishlari mumkin. Ular vaqt yetganiga ishonishadi.
Strano laboratoriyasi tomonidan yaratilgan yangi tadqiqot sohasi "O'simlik nanobionics" deb nomlanadi, u o'simliklarga turli turdagi nanozarrachalarni implantatsiya qilish orqali o'simliklarga yangi xususiyatlar berishga qaratilgan.' jamoasining maqsadi elektr inshootlari tomonidan taqdim etilgan ko'plab funktsiyalarni almashtirish uchun o'simliklarni aylantirishdir. Ilgari tadqiqotchilar portlovchi moddalarni aniqlay oladigan va smartfonlarga ma’lumot uzata oladigan, shuningdek, qurg‘oqchilik sharoitini kuzata oladigan o‘simliklarni loyihalashtirgan edi.
Ma'lum qilinishicha, lyusiferaza o't chivinlarini porlashini ta'minlaydigan ferment hisoblanadi. Yorug'lik chiqaradigan o'simliklar yaratish uchun MIT jamoasi ushbu fermentga murojaat qildi. Lusiferaza lusiferin deb ataladigan molekulaga ta'sir qiladi, bu esa lusiferinni yorug'lik chiqaradi. Koenzim A (koenzim A) deb ataladigan yana bir molekula lusiferaza faolligini inhibe qilishi mumkin bo'lgan reaktsiyaning qo'shimcha mahsulotlarini olib tashlash orqali luminesans jarayoniga erishishga yordam beradi.
Tadqiqot guruhi ushbu uchta komponentni turli turdagi nanozarrachalar tashuvchilarga qadoqlagan. Bu nanozarrachalarning barchasi AQSh oziq-ovqat va farmatsevtika idorasi"umumanda xavfsiz" sifatida tasniflagan materiallardan tayyorlangan; har bir ingredient o'simlikning to'g'ri qismiga etib borishiga yordam berish uchun. Nanozarrachalar, shuningdek, ushbu komponentlarning o'simliklar uchun toksinlar ishlab chiqarishi mumkin bo'lgan kontsentratsiyalarga erishishiga to'sqinlik qilishi mumkin.
Tadqiqotchilar lusiferazani tashish uchun diametri taxminan 10 nanometr bo'lgan silika nanopartikullaridan foydalanganlar, keyin esa mos ravishda lusiferin va koenzimlarni tashish uchun biroz kattaroq polimerlar PLGA (polimerlar PLGA) va chitosan zarralari (xitozan) dan foydalanganlar. A. Bu zarrachalarning o‘simlik barglariga kirishiga imkon berish uchun tadqiqotchilar avvalo bu zarrachalarni eritmada to‘xtatib, so‘ngra o‘simliklarni probirkaga botirdilar, so‘ngra bu zarralar barglarga mayda teshikchalar (stomatalar) orqali kirib borishi uchun ularni yuqori bosim ostida qoldirdilar. ).
Lusiferin va koenzim A ni chiqaradigan zarralar mezofillaning hujayradan tashqari bo'shlig'ida (ya'ni bargning ichki qatlamida) to'planadi, lusiferaza tashuvchi kichik zarrachalar esa mezofillni tashkil etuvchi hujayralarga kiradi. PLGA zarralari asta-sekin luciferinni chiqargandan so'ng, lusiferin o'simlik hujayrasiga kiradi va lusiferaza hujayradagi kimyoviy reaksiyaga kirishib, lusiferin yorug'lik chiqaradi.
Dastlab, tadqiqot guruhi tomonidan yaratilgan o'simlik taxminan 45 daqiqa davomida porladi. Yaxshilangandan so'ng, porlash vaqti 3,5 soatgacha oshirildi. 10 sm uzunlikdagi suv terasi ko'chati hozirda o'qish uchun zarur bo'lgan yorug'lik miqdorining mingdan bir qismini ishlab chiqarsa-da, tadqiqotchilar har bir komponentning kontsentratsiyasini va chiqish tezligini yanada optimallashtirish orqali yorug'lik miqdorini oshirishga va yorug'lik chiqarish vaqtini oshirishga ishonishadi. uzaytirilsin.
Ilgari yorug'lik chiqaradigan o'simliklarni ishlab chiqarish genetik jihatdan yaratilgan o'simliklarga tayangan, ammo bu mashaqqatli jarayon edi va chiqarilgan yorug'lik juda zaif edi. Bundan tashqari, bu tadqiqotlarning barchasi tamaki va Arabidopsis thaliana bo'yicha olib boriladi, ular ko'pincha o'simlik genetik tadqiqotlarida qo'llaniladi. Biroq, MIT tadqiqot guruhi tomonidan ishlab chiqilgan usul har qanday o'simlik turiga qo'llanilishi mumkin. Ayni paytda ular suv terasidan tashqari, arugula, karam va ismaloq bilan buni isbotladilar.
Kelajakda MIT daraxtlar va boshqa yirik o‘simliklarni yorug‘lik manbalariga aylantirish uchun o‘simlik barglariga nanozarrachalarni qoplash yoki purkash usulini ishlab chiqishga umid qilmoqda.
Stranoning ta'kidlashicha, ular o'simlik ko'chat yoki etuk o'simlik bo'lganda texnik ishlov berishni va uning butun o'simlik'ning hayot aylanishi davomida rol o'ynashini davom ettirish niyatida ekanliklarini aytdi.
Tadqiqot guruhi, shuningdek, yorug'lik manbasini o'chirish uchun flüoresan ingibitorlarini tashuvchi nanozarrachalar qo'shilganligini ko'rsatdi, bu ularga atrof-muhit sharoitlari (masalan, quyosh nuri) o'zgarishiga qarab yorug'lik manbasini o'chiradigan o'simliklar yaratishga yordam berdi.
Ma`lum qilinishicha, tadqiqot AQSh Energetika vazirligidan moliyaviy yordam olgan.
