Светящиеся растения заменят фонари и светильники

16.12.2017

На освещение улиц и квартир тратится до 20% производимого электричества. Одним из вариантов снижения этих энергозатрат может стать использование биолюминесцентных растений. Идея звучит фантастично, но разработки в этой области с использованием генной инженерии уже ведутся.

Природа одарила многие организмы способностью светиться, но биолюминесцентные растения пока встречаются только в фантастическом фильме "Аватар". Ученые пытаются исправить ситуацию, задействовав генную инженерию. Ранее они уже внедряли гены люминесцентных бактерий и светлячков в растения, например, в табак. Однако было трудно заставить нужные гены работать в нужных органах растений. Чтобы сделать свечение растений контролируемым, сотрудники Массачусетского технологического института отказались от генной инженерии в пользу нанотехнологий.

Они создали кремниевые и полимерные наночастицы разного размера, которые перемещались внутри растения по строго определенным направлениям. Внутри каждой частицы содержалось одно из трех веществ: испускающий свет люциферин; люцифераза, которая модифицировала его и заставляла светиться; а также кофермент А, повышавший активность люциферазы. Частицы под давлением в водной среде внедрялись в устьица кресс-салата и других растений. Исследователи могли контролировать, в каких растительных тканях окажутся введенные вещества, поскольку это зависело от размера и поверхностного заряда наночастиц.

Получившийся в результате светящийся кресс-салат оказался в 100 000 раз ярче, чем генно-модифицированный табак и наполовину таким же ярким, как светодиод мощностью 1 мкВт. Свечение регулируется: его можно отключить, добавив соединение, блокирующее действие люциферазы. Пока технологии хватает на 4 часа, а количество света составляет лишь одну тысячную от необходимого для чтения, но исследователи полагают, что у их идеи значительные перспективы. Возможно, в будущем им удастся создать растения, которые смогут светиться всю жизнь. В таком случае деревья на городских улицах можно будет превратить в фонари, а домашние растения в горшках - в ночники.

<< Назад: Системы искусственного интеллекта Nvidia для строительных площадок 16.12.2017

>> Вперед: Самовосстанавливающееся стекло 15.12.2017

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Космический полет к горизонту событий 11.02.2026

Черные дыры остаются одними из самых загадочных объектов во Вселенной: их невозможно увидеть напрямую, а все, что приближается слишком близко, исчезает за горизонтом событий, откуда не может вернуться даже свет. Прямое изучение этих объектов долгое время считалось принципиально невозможным, однако современная теоретическая физика ищет способы хотя бы приблизиться к границе, за которой законы общей теории относительности проявляются в самых экстремальных условиях. Физик Козимо Бамби из университета Фудань в Китае представил амбициозную концепцию миссии, которая может стать первым реальным шагом к исследованию черной дыры изнутри. По замыслу ученого, ключевым элементом миссии должен стать крошечный нанокосмический аппарат размером примерно с обычную канцелярскую скрепку. Такой миниатюрный зонд предполагается разогнать до скорости, близкой к скорости света, с помощью светового паруса - тончайшей отражающей поверхности, на которую воздействует мощный лазерный луч, запущенный с Земли ...>>

Двурукий робот для сбора фруктов 11.02.2026

Сбор урожая фруктов, особенно яблок, остается одним из самых трудоемких и дорогостоящих процессов в современном плодоводстве. Основная статья расходов приходится именно на оплату ручного труда, а дефицит сезонных рабочих становится все более острой проблемой для фермеров по всему миру. Именно поэтому автоматизация сбора урожая превратилась в одну из ключевых задач сельскохозяйственной робототехники. Исследователи из Службы сельскохозяйственных исследований Министерства сельского хозяйства США (ARS) в тесном сотрудничестве с Мичиганским государственным университетом представили новую модель робота, которая благодаря двум манипуляторам демонстрирует заметно более высокую производительность. Разработка направлена на создание коммерчески выгодного решения, способного обеспечить долгосрочную устойчивость и конкурентоспособность американской яблочной индустрии на глобальном рынке. Двурукий робот оснащен двумя манипуляторами, каждый из которых обладает четырьмя степенями свободы. Такая ...>>

Принципиальная возможность путешествий во времени доказана математически 10.02.2026

Вопрос о путешествиях во времени остается одной из самых интригующих тем на стыке науки и фантастики. Несмотря на то, что большинство людей считают их невозможными из-за парадоксов и энергетических ограничений, теоретическая физика продолжает искать лазейки в законах природы, которые могли бы допустить такие сценарии хотя бы в математическом смысле. Недавняя работа австралийских ученых из Квинслендского университета предлагает свежий взгляд на эту проблему, объединяя две известные концепции - варп-двигатель Алькубьерре и замкнутые временные кривые. В 1994 году мексиканский физик Мигель Алькубьерре опубликовал знаменитую модель "варп-пузыря", в которой пространство-время сжимается впереди движущегося объекта и расширяется позади. Внутри такого пузыря корабль остается неподвижным относительно локального пространства, а сам пузырь перемещается быстрее света, не нарушая при этом принципа причинности внутри него. Эта идея, хоть и требует экзотической материи с отрицательной плотностью ...>>

Беспроводные наушники Sony WF-1000XM6 10.02.2026

Sony, один из лидеров рынка TWS-устройств, готовится выпустить новую флагманскую модель WF-1000XM6, которая обещает стать настоящим эталоном в сегменте премиальных наушников. По сравнению с предыдущим поколением инженеры компании провели серьезную работу над улучшением звука, шумоподавления и интеллектуальных возможностей. В основе новинки лежит совершенно новый процессор QN3e, производительность которого в три раза выше, чем у предыдущего чипа. Это позволяет одновременно обрабатывать больше аудиоданных, быстрее адаптироваться к внешним шумам и обеспечивать более точную и детальную передачу звука. Вместе с обновленной аудиосистемой и восемью адаптивными микрофонами наушники достигают нового уровня активного шумоподавления, эффективно устраняя даже сложные фоновые шумы в транспорте, офисе или на улице. Одной из главных фишек WF-1000XM6 стала технология 360 Reality Audio с отслеживанием движений головы, которая создает объемное звуковое пространство, идеально адаптированное под пол ...>>

Влияние родителей на здоровье ребенка 09.02.2026

В течение многих десятилетий психологи и педиатры уделяли основное внимание роли матери в раннем развитии ребенка, связывая с ее поведением и взаимодействием практически все аспекты - от эмоционального благополучия до физического здоровья в будущем. Однако современные исследования все чаще показывают, что влияние отца может быть не менее значительным, а иногда и более определяющим в отдельных сферах. Недавняя работа ученых из Университета штата Пенсильвания, опубликованная в журнале Health Psychology, добавляет к этой дискуссии важные новые данные, демонстрируя, что именно поведение отца в младенчестве способно заметно сказаться на физическом здоровье ребенка через годы. Исследователи провели долгосрочное наблюдение за семьями, начиная с того момента, когда детям исполнилось 10 месяцев. В этот период фиксировалось трехстороннее взаимодействие - между младенцем, матерью и отцом. Затем семьи посещали повторно, когда детям было 2 года, а затем уже в 7 лет. Такой подход позволил прос ...>>

Случайная новость из Архива Мощный графеновый материал для высокоэффективных суперконденсаторов 18.01.2021 Команда ученых, работающая с профессором неорганической и металлоорганической химии в Техническом университете Мюнхена (TUM) разработала новый, мощный и устойчивый гибридный материал графена для суперконденсаторов. Он служит положительным электродом в накопителе энергии. Исследователи комбинируют его с проверенным отрицательным электродом на основе титана и углерода. Новое устройство накопления энергии не только обеспечивает плотность энергии до 73 кВт/ч на кг, что примерно эквивалентно плотности энергии никель-металлогидридной батареи. При этом новое устройство работает намного лучше, чем большинство других суперконденсаторов, при плотности мощности 16 кВт/ч на кг. Секрет нового суперконденсатора заключается в сочетании различных материалов, поэтому химики называют суперконденсатор "асимметричным". Идея объединения основных материалов была перенесена на суперконденсаторы. В качестве основы они использовали новый положительный электрод накопителя с химически модифицированным графеном и объединили его с наноструктурированным металлоорганическим каркасом, так называемым MOF. Решающими для характеристик гибридов графена являются, с одной стороны, большая удельная поверхность и контролируемые размеры пор, а с другой стороны, высокая электропроводность. Для хороших суперконденсаторов важна большая поверхность. Это позволяет собирать в материале соответственно большое количество носителей заряда - это основной принцип хранения электрической энергии. Благодаря искусному дизайну материалов исследователям удалось связать графеновую кислоту с MOF. Полученные в результате гибридные MOF имеют очень большую внутреннюю поверхность до 900 квадратных метров на грамм и очень эффективны в качестве положительных электродов в суперконденсаторе. Стабильное соединение между наноструктурированными компонентами имеет огромные преимущества с точки зрения долгосрочной стабильности: чем более стабильны связи, тем больше циклов зарядки и разрядки возможно без значительного ухудшения производительности. У классического литиевого аккумулятора срок службы около 5000 циклов. Новый элемент, разработанный исследователями TUM, сохраняет почти 90% емкости даже после 10 000 циклов.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026