这棵树在夜晚像一盏灯一样发光

December 23, 2017 18:50

美国科学家利用萤火虫的发光机制,使植物发出几乎与灯泡相当亮度的光。

每个人的童年——尤其是住在农村或者有祖父母在农村的人——一定有很多关于萤火虫的记忆。

夏夜里,看着萤火虫如流星般闪烁,真是赏心悦目。有时我们还会抓萤火虫,把它们放在蚊帐里,让它们飞来飞去,想象着自己在璀璨的星空下入睡。

萤火虫通过一种叫做生物发光的化学反应发光。这个过程发生在萤火虫腹部的发光器官中,该器官包含发光细胞,这些细胞含有荧光素化合物和荧光素酶。

当它们分开时,无法发光,但当它们相互接触时,荧光素酶就会催化,促进荧光素的氧化。

这种光不会像人造光那样散发热量。因为在发光过程中,几乎所有的能量都转化为光能,而不是像其他人造光源那样转化为热能。

但现在,基于萤火虫的发光机制,美国麻省理工学院(MIT)的科学家找到了一种方法,可以让植物发出几乎与家用灯泡相当亮度的光。

Cây phát sáng trong bóng đêm - Ảnh: MIT
夜光树 - 图片:麻省理工学院

自然界中,有很多种生物都具有发光的能力,但它们发出的光相当微弱。

研究团队采用“刺激”荧光素化合物和水生细菌费氏弧菌的方法来增强发光和光强度。接下来,他们将遗传元素制成纳米生物质,可以植入植物的基因中。

研究人员还可以通过将这些基因插入大肠杆菌来产生不同颜色的光。

实现生物发光的一个主要障碍是,发光过程依赖于化合物荧光素,荧光素会发光,然后转化为氧化荧光素,而氧化荧光素不会发光。

研究人员已经找到了如何改造生物质的方法,使它们能够产生能够将氧化荧光素循环利用为荧光素以维持发光的酶。

Trong đêm có một cái cây phát sáng, thật tuyệt phải không? - Ảnh: Pinterest
夜晚发光的树,是不是很棒? - 图片:Pinterest

这种生物发光发明对于居住在没有国家电网的偏远地区的人们非常有用,或者可以种植在家庭、花园和公园中以节省电力。

这种活体光源的优点是不会像普通灯泡那样损坏或破裂,并且可以通过种植另一株植物轻松更换。

据测算,一棵与路灯泡亮度相同的发光树,仅消耗树木所吸收光能的0.02%即可转化为光能。

研究人员表示,他们并不打算用发光植物来取代市中心的照明系统,因为LED灯——其能耗更低、寿命更长、光照强度比发光植物高出许多倍——仍然是一种更经济有效的解决方案。

据TTO报道

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