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:

Особенности почек помогают легче переносить высоту 18.01.2025

Высокогорные регионы всегда привлекали внимание исследователей, изучающих, как человек адаптируется к жизни в условиях разреженного воздуха. Недавнее исследование группы ученых из Университета Маунт-Ройал в Канаде, возглавляемое доктором Тревором Деем, проливает свет на важную роль почек в акклиматизации к большим высотам. Работы канадских ученых объясняют, почему представители народности шерпа, которые веками живут в высокогорных районах Тибета, значительно лучше переносят высокогорье. В своем исследовании ученые наблюдали за дыханием и составом крови участников во время их подъема на высоту 4300 метров в Гималаях, в Непале. Эксперимент проводился с участием двух групп: одна состояла из жителей низменностей, не привыкших к горной среде, а другая - из шерпов, чей организм приспособлен к жизни на большой высоте. Основное различие между этими группами было в том, как их организмы реагировали на дефицит кислорода в воздухе. У шерпов наблюдалась более быстрая и масштабная адаптация к ...>>

Производство электричества с помощью термоядерного синтеза 18.01.2025

Американская компания Commonwealth Fusion Systems (CFS) нацелена на создание первой в мире термоядерной электростанции, способной подключаться к электрической сети. Этот амбициозный проект, известный как ARC (Affordable, Robust, Compact), будет построен вблизи города Ричмонд, штат Вирджиния. В соответствии с планами, новая электростанция сможет производить до 400 мегаватт чистой энергии, что вполне хватит для обеспечения электричеством 150 тысяч домохозяйств. Прогнозируется, что станция начнет работу в 2030-х годах. Принцип работы термоядерной электростанции основан на процессе термоядерного синтеза, который происходит в ядре звезд. В отличие от традиционной атомной энергетики, где используется деление ядер атомов с образованием радиоактивных отходов, термоядерный синтез создает в качестве побочного продукта безопасный гелий. Для того чтобы удерживать плазму с температурой свыше 100 миллионов градусов Цельсия, установка будет использовать мощные магнитные поля. Тем не менее, н ...>>

Экологическая защита для овощей и фруктов 17.01.2025

Исследователи из женского колледжа Шри Нараяна в Колламе, Керала, Индия, разработали инновационный способ продления свежести фруктов и овощей. Группа под руководством Пурнимы Виджаян предложила использовать съедобное покрытие, созданное на основе целлюлозных нановолокон (CNF), полученных из луковой шелухи. Этот подход не только продлевает срок хранения продуктов, но и способствует их безопасности благодаря включению нанокуркумина, известного своими антимикробными свойствами. Основным компонентом покрытия являются CNF, полученные из переработанных отходов лука. Эти нановолокна соединяются с синтетическим биополимером, который улучшает структуру покрытия, устраняя проблемы с водостойкостью и термической стабильностью, ранее свойственные материалам на основе CNF. Кроме того, добавление нанокуркумина усиливает антимикробные свойства покрытия, делая его особенно эффективным для предотвращения порчи. Для проверки эффективности этой разработки ученые провели эксперимент с апельсинами. П ...>>

Смарт-часы Garmin Instinct 3 17.01.2025

Компания Garmin представила свои новые смарт-часы Instinct 3, которые являются последним поколением популярных часов для активного отдыха. Модель сочетает в себе высокую технологичность, улучшенную автономность и стильный дизайн, что делает ее идеальным выбором для людей, ведущих активный образ жизни. Garmin Instinct 3 предлагает улучшенные функции и отличную автономность, делая эти смарт-часы идеальными для любителей активного отдыха и экстремальных видов спорта. Это устройство сочетает в себе высокую прочность, функциональность и стиль, что делает его ценным аксессуаром для всех, кто хочет контролировать свое здоровье и оставаться на связи в любых условиях. Одной из главных особенностей Instinct 3 является наличие AMOLED-дисплея (или солнечного дисплея), который значительно улучшает визуальное восприятие и удобство использования устройства. Также новая версия получила металлическую рамку и встроенный фонарик, что добавляет дополнительную функциональность и делает часы более уни ...>>

Носить младенца удобнее слева 16.01.2025

Материнский инстинкт - удивительное явление, которое на протяжении тысячелетий помогает мамам заботиться о младенцах. Несмотря на развитие технологий и изменения образа жизни, многие аспекты ухода за детьми остаются неизменными. Одним из таких интуитивных действий является привычка держать ребенка на левой стороне тела. Как выяснили ученые, эта привычка связана не с доминирующей рукой, как предполагалось ранее, а с более глубокой биологической и эмоциональной причиной. Ношение ребенка на левой стороне обеспечивает ему большую безопасность и помогает установить тесную эмоциональную связь между матерью и младенцем. Правая половина мозга, управляющая левой стороной тела, отвечает за обработку эмоций и социальные сигналы. Когда ребенок находится с левой стороны, правое полушарие матери активнее реагирует на его мимику, плач и другие сигналы. Это позволяет маме быстрее распознавать и понимать эмоциональные состояния малыша, такие как страх, дискомфорт или радость. Такая связь особенно ...>>

Случайная новость из Архива Шапка-невидимка из обычных линз 11.10.2014 Сказочная шапка-невидимка вдохновляет физиков на все новые поиски "технологии невидимости". Уже сейчас для этого есть несколько подходов, связанных с использованием оболочек или экранов, которые способны заставить свет обогнуть предмет и продолжить распространение в прежнем направлении. При этом наблюдатель видит то, что расположено за предметом, который таким образом делается невидимым. Эта сама по себе непростая задача осложняется тем, что разным лучам требуется разное время на огибание тела, тогда как для "качественной" невидимости они должны распространяться одновременно. Реализация этих методов связана с применением наукоемких технологий и экзотических материалов, таких как метаматериалы. При этом невидимость наблюдается только при наблюдении с определенной точки, и исчезает, стоит наблюдателю немного сместиться. Физики Университета Рочестера в Нью-Йорке предложили иную концепцию - обеспечить исчезновение предмета с помощью так называемой лучевой маскировки. Они разработали систему из четырех линз, способную при наблюдении через них скрыть большие объекты, размещенные между линзами. Для ее изготовления достаточно дешевых и легкодоступных линз с разными фокусными расстояниями. Чем больше будут линзы, тем больший объект можно скрыть с их помощью. Объект между ними будет невидимым, даже если смотреть на него под разными углами (правда, разница в углах должна быть в пределах нескольких градусов). Расчеты показывают, что на больших линзах маскировка будет работать при углах до 15 градусов и даже более. Но линзы должны быть высокого качества, чтобы избежать краевых искажений. Секрет исчезновения предметов очень прост. Система из четырех линз представляет собой подобие объектива, через который наблюдатель видит фон. Но у нее есть особенность - путь, по которому свет распространяется между линзами. Линзы расставлены таким образом, что свет от фона собирается в очень узкий луч, который направлен вдоль оси системы. Такой луч называется параксиальным, отсюда и данное авторами название метода "параксиальная оптическая лучевая маскировка". Предмет, расположенный между линзами за пределами этого луча, невидим наблюдателю, который продолжает видеть фон. Нельзя только допускать перекрытие предметом этого луча, другими словами, нельзя размещать предмет в области, где проходит луч, несущий изображение фона - в этом случае предмет становится виден. Таким образом, область маскировки объекта имеет форму бублика. Правда, авторы утверждают, что у них имеется проект более сложной установки, в которой эта проблема решена. Чтобы понять, как создается параксиальный луч, достаточно вспомнить известные из школьной физики свойства выпуклой линзы. Падающий свет она собирает (фокусирует) в небольшое пятно вокруг так называемого фокуса линзы, а расходящиеся лучи света, исходящие из точки фокуса, превращает в параллельные оси линзы. Таким образом, первая линза установки фокусирует свет. Пройдя фокус первой линзы, лучи света снова начинают расходиться, но недалеко от фокуса на их пути ставится вторая линза, которая преобразует расходящийся пучок в почти параллельный. Для этого положение ее фокуса должно совпадать с фокусом первой линзы, а фокусное расстояние должно быть меньше, чтобы пучок получился узким. Оставшиеся две линзы в обратном порядке восстанавливают исходный свет.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025