Als het aan de chemisch ingenieurs van de Amerikaanse universiteit MIT ligt, zal het fietspad van de toekomst deels worden verlicht door planten langs de weg.
Hun doel is om lichtgevende planten te creëren die licht absorberen en geleidelijk uitstralen.
De onderzoekers werden eerder geïnspireerd door vuurvliegjes, maar nu gebruiken ze nanodeeltjes om te regelen hoe licht wordt uitgezonden. Daarmee zetten ze een grote stap in de richting van de vervanging van kunstmatig elektrisch licht.
Nanodeeltjes verzameld in de bladeren
De MIT-ingenieurs brachten nanodeeltjes van strontiumaluminaat – een soort fosfor – in in de planten via minuscule poriën in het bladoppervlak, huidmondjes genoemd.
De deeltjes verzamelen zich in een sponsachtige laag die mesofyl of bladmoes wordt genoemd. Wanneer de bladeren vervolgens worden opgeladen met slechts tien seconden felblauw ledlicht, zenden zij een uur lang fosforescerend licht uit.
De nanodeeltjes in de lichtgevende blaadjes hechten zich aan de bladgroenkorrels die de fotosynthese sturen en die het grootste deel van de bladmoes – het mesofyl – vormen tussen het boven- en onderoppervlak van het blad. De aders (blauw) vervoeren vloeistof.
De onderzoekers hebben verschillende planten gecreëerd, zoals tabak, basilicum en waterkers, die natuurlijk licht kunnen absorberen en zich twee weken lang steeds weer kunnen opladen.
De nanodeeltjes fungeren als een zogeheten condensator, die in elektrische circuits energie absorbeert en het continu weer afgeeft. In de bladeren absorberen de nanodeeltjes fotonen en geven ze die na verloop van tijd weer af.
De planten zijn nu nog lang niet geschikt als lichtbron. Op een afstand van een meter leveren ze slechts een honderdste van het licht dat je nodig hebt om te kunnen lezen.
Toch is het resultaat een grote stap vergeleken met de eerste experimenten. De nieuwe planten schijnen tien keer helderder dan in 2017, toen de planten werden verrijkt met de enzymen luciferase en luciferine van vuurvliegjes.
VIDEO: Bekijk de eerdere resultaten van de MIT-onderzoekers.
Grote bladeren moeten straatlantaarns worden
Een van de conclusies van de studie in Science Advances is dat strontiumaluminaat en luciferase waarschijnlijk kunnen worden gecombineerd in de lichtgevende bladeren voor nog meer helderheid.
De hoop is dat de technologie zich zal ontwikkelen tot een goedkope en groene lichtbron die overdag licht absorbeert en dit ’s nachts uitzendt met de chemische energie van de planten.
Het volgende doel is om straatverlichting te maken door de nanotechnologie te verwerken in de ruim 30 centimeter brede bladeren van de Thaise olifantsoor.