美國麻省理工學院的工程師利用嵌入植物葉子中的特殊奈米顆粒，創造出一種可由LED充電的新型發光植物。圖片來源：麻省理工學院
美國工程師利用嵌入植物葉子的特殊奈米顆粒，創造出一種可以由LED充電的發光植物。它們可以反覆充電，充電10秒後，植物會發光幾分鐘。相關研究近日發表於《科學進展》。這些植物產生的光比該研究小組2017年報告的第一代發光植物亮10倍。
“我們想要創造一種發光植物，它們會吸收並儲存一部分光，然後逐漸釋放出來。”麻省理工學院化學工程教授Michael Strano說，“這是朝著植物照明邁出的一大步。”
Strano和合作者想要創造出能夠延長光線持續時間並使其更亮的元件。他們想到了使用電容的想法，後者是電路的一部分，可以儲存電能，並在需要時釋放出來。對於發光植物來說，光電容器可以用來以光子的形式儲存光，然後隨著時間的推移逐漸釋放光。
為了創造他們的“光電容器”，研究人員決定使用一種被稱為熒光粉的材料。這些材料可以吸收可見光或紫外光，然後以磷光的形式慢慢釋放出來。研究人員使用了一種名為鋁酸鍶的化合物作為熒光粉，這種化合物可以形成奈米顆粒。在將它們植入植物前，研究人員將微粒包裹在二氧化矽上，以保護植物免受損害。
這些直徑幾百奈米的顆粒可以透過氣孔（位於葉片表面的小氣孔）進入植物體內。這些顆粒聚集在被稱為葉肉的海綿狀層中，在那裡，它們形成了一層薄膜。研究人員說，這項新研究的一個主要結論是，活體植物的葉肉可以在不傷害植物或犧牲光特性的情況下顯示光子粒子。
研究人員表示，在藍色LED照射10秒鐘後，植物可以發出約1小時的光。在開始的5分鐘裡，光線最亮，然後逐漸減弱。這些植物可以持續充電至少兩週。
“我們需要一種強烈的光能夠以脈衝的形式傳遞幾秒鐘，這樣就可以給它充電。”論文主要作者、麻省理工學院Pavlo Gordiichuk說，“我們還證明可以使用大鏡頭，如菲涅耳鏡頭，將放大的光傳輸超過1米的距離。這朝著創造人們可以使用的規模照明邁出了良好一步。”
研究人員發現，“光電容器”方法可以在許多不同的植物中工作，包括羅勒、豆瓣菜和菸草。他們還證明，這種方法可以照亮一種名為泰國象耳的植物葉子，其葉寬可能超過1英尺，可作為戶外照明源。（馮維維）
來源： 《中國科學報》
