28.10.2010

Светящиеся деревья вместо фонарей

Фантазия Толкиена, который описал светящиеся деревья в своей повести "Сильмариллион", похоже, стала реальностью. Китайские исследователи открыли способ превращения листьев растений в био-светодиоды, испускающие яркий бело-голубой свет. И, возможно, в ближайшем будущем вместо привычных нам фонарей вдоль дорог будут расти фантастические светодеревья.

Недавно группа китайских исследователей под руководством доктора Су Сюнь Йена из Тайванского Университета Чен Куна смогла создать первые в мире фонари растительного происхождения. Ученые поместили в листья водного растения каролинская бакопа (Bacopa caroliniana) наночастицы золота, размер которых не превышал 5 нм. При этом было отмечено, что листья, "обогащенные" благородным металлом начали испускать интенсивный красный свет.

Давно известно, что хлорофилл — вещество, благодаря которому растения могут использовать солнечную энергию для синтеза органических веществ, способен не только поглощать свет, но и испускать его. Для того, чтобы убедиться в этом, можно провести один элементарный эксперимент — покрошить шпинат в небольшое количество алкоголя, затем пропустить состав через фильтровальную бумагу, для того чтобы извлечь хлорофилл (нужна та часть, которая останется на фильтре, не в жидкости). После этого можно будет увидеть, что пятно на фильтровалке будет светиться слабым кроваво-красным светом.

Самое интересное, что подобное свечение происходит не только днем, но и ночью, то есть для его "возбуждения" не требуется падения солнечного луча. Этот свет помогает ориентироваться многим лесным обитателям, которые бодрствуют по ночам, например, ящерицам или бабочкам. Однако данное свечение настолько слабое, что человеческий глаз не в состоянии его уловить. Кроме того, хлорофилл не может светиться постоянно — он все время мигает, то как бы "включаясь", то опять "выключаясь".

Так обстоит дело с листьями наземных деревьев и кустарников. Однако у некоторых водяных растений хлорофилл, кроме красного света, может испускать еще и синий. Этой способностью как раз обладают листья каролинской бакопы — многолетнего "ползучего" растения, хорошо известного всем аквариумистам.

Но эта синяя люминесценция также весьма слаба и практически невидима. Поэтому перед китайскими учеными встала задача — как сделать свет более ярким? Доктор Су предложил использовать для этого микроскопические частицы золота, поскольку было известно, что они могут усиливать любой попавший на их поверхность свет.

"Озолотить" листья бакопы оказалось легко — они достаточно пористые и поэтому поглощают любые микрочастицы, растворенные в воде. Когда основная масса золотого "усилителя" сконцентрировалась в хлоропластах (органах клетки, в которых и содержится хлорофилл), листья растения засветились интенсивным голубоватым светом, видным человеческому глазу (правда, не настолько сильным, чтобы читать при нем книжку).

И, что самое интересное, свет, усиленный наночастицами, испускался равномерно. Исследователи объясняют это тем, что в эксперименте были использованы специальные наночастицы, по форме напоминающие морских ежей — именно они заставляют био-светодиод работать в постоянном режиме, не мигая и не затухая время от времени.

По словам доктора Су, данную разработку ожидает блестящее будущее. Можно, например, создать особые "светодеревья", которые будут расти по обочинам крупных автомагистралей и освещать их ночью не хуже традиционных фонарей. Подобные растения смогут также выполнять и другую полезную функцию — служить своеобразной "биологической" защитой от автомобильных выхлопов, ассимилируя углекислый газ, производимый двигателями машин.

Правда, как было сказано выше, хлорофилл наземных растений будет испускать не синий, а красный свет, который плохо подходит для освещения проезжей части улиц. Однако ученые считают, что данную проблему можно решить с помощью методов генной инженерии — например, пересадить деревьям гены водных растений, ответственных за производство "нужного" типа хлорофилла.

Итак, похоже, фантазия английского писателя Джона Рональда Роуэла Толкиена, который описал светящиеся деревья в своей повести "Сильмариллион", наконец-то воплотится в реальность. Главное — не экономить на золоте. И тогда через некоторое время улицы всех городов мира будут освещаться при помощи листьев деревьев. Правда, зимой в нашей стране, видимо, опять придется переходить на обычные фонари…

Антон Евсеев

Источники:

1. ПРАВДА.Ру