Cây phát sáng trong đêm như đèn

Dựa trên cơ chế phát sáng của đom đóm, các nhà khoa học Mỹ đã làm cho cây cối phát quang với độ sáng gần tương đương bóng đèn.

Tuổi thơ của mỗi người - nhất là những người sống ở vùng quê hoặc có ông bà ở quê, hẳn có nhiều kỷ niệm về đom đóm.

Vào những đêm hè, ngắm nhìn những con đom đóm lập lòe như những ánh sao sa thật thích mắt. Có khi ta còn bắt đom đóm bỏ vào mùng cho chúng bay lượn, tưởng tượng mình đang ngủ dưới bầu trời đầy sao sáng.

Đom đóm phát sáng được là nhờ một loại phản ứng hóa học gọi là biolumiescence (phát quang sinh học). Tiến trình này xảy ra trong cơ quan phát sáng nằm ở dưới bụng đom đóm, nơi có các tế bào phát quang chứa hợp chất luciferin và men luciferase.

Khi tách rời nhau, chúng không có khả năng phát sáng. Nhưng khi tiếp xúc nhau, luciferase sẽ xúc tác, thúc đẩy quá trình oxy hoá luciferin.

Ánh sáng này không tỏa nhiệt như ánh sáng nhân tạo. Bởi vì trong quá trình phát sáng, hầu như toàn bộ năng lượng được chuyển thành quang năng chứ không hóa thành nhiệt như ở những nguồn sáng nhân tạo khác.

Nhưng giờ đây, dựa trên cơ chế phát sáng của đom đóm, các nhà khoa học Mỹ ở Viện Kỹ thuật Massachussette MIT (Mỹ) đã tìm ra cách làm cho cây cối phát quang với độ sáng gần tương đương các bóng đèn dân dụng.

Cây phát sáng trong bóng đêm - Ảnh: MIT

Trong thiên nhiên vốn dĩ có rất nhiều loài sinh vật có khả năng tự phát sáng, nhưng ánh sáng của chúng khá yếu.

Nhóm nghiên cứu đã áp dụng phương thức "kích" các hợp chất luciferin và vi khuẩn thủy sinh Vibrio fischeri để tăng cường việc phát quang và cường độ ánh sáng. Tiếp đó, họ tiến hành tạo những phần tử di truyền thành những sinh khối nano có thể cấy vào gene các cây cối.

Các nhà nghiên cứu cũng có thể tạo nên ánh sáng với các màu sắc khác nhau bằng cách cấy các gene này vào vi khuẩn Escherichia coli.

Một trở ngại lớn trong việc chế tạo phát quang sinh học là quá trình phát sáng lệ thuộc vào hợp chất luciferin, chất này phát sáng rồi chuyển hóa thành oxyluciferin, vốn không thể phát sáng.

Các nhà nghiên cứu đã tìm ra cách thiết kế các sinh khối để chúng sản xuất ra các enzyme có thể tái chế oxyluciferin trở lại thành luciferin để duy trì sự phát sáng.

Trong đêm có một cái cây phát sáng, thật tuyệt phải không? - Ảnh: Pinterest

Phát minh phát quang sinh học này rất hữu ích cho những dân cư ở vùng hoang vắng chưa có lưới điện quốc gia, hoặc trồng trong nhà, sân vườn, công viên để tiết kiệm điện năng.

Loại nguồn sáng sống này có ưu điểm không bị hỏng, đứt như bóng đèn thông thường, lại rất dễ thay thế bằng cách trồng cây khác.

Theo tính toán, một cái cây phát quang có độ sáng tương đương với một bóng đèn đường chỉ tiêu tốn có 0,02% năng lượng quang hợp mà cây đã hấp thu để chuyển hóa thành ánh sáng.

Các nhà nghiên cứu cho biết họ không có ý định dùng loại cây phát quang để thay thế cho hệ thống đèn chiếu sáng trong nội ô thành phố, vì đèn LED - vốn tiêu thụ ít năng lượng, tuổi thọ cao và cho cường độ ánh sáng cao gấp nhiều lần cây phát quang, vẫn là giải pháp có hiệu quả kinh tế hơn.

Theo TTO