As nanopartículas emissoras de luz são recobertas com um material inerte para não prejudicar a planta.
[Imagem:Pavlo Gordiichuk et al. - 10.1126/sciadv.abe9733]
Plantas que iluminam
Injetando nanopartículas especiais nas folhas das plantas, engenheiros criaram uma planta emissora de luz que pode ser recarregada por um LED ou por energia solar.
Após 10 segundos de carregamento - deixar o LED iluminando as folhas - as plantas brilham intensamente por cerca de uma hora e podem ser recarregadas repetidamente.
Estas novas plantas podem produzir luz 10 vezes mais brilhante do que a primeira geração de plantas que emitem luz que o mesmo grupo de pesquisa apresentou em 2017.
A capacidade de misturar e combinar nanopartículas funcionais inseridas em uma planta viva para produzir novas propriedades funcionais é um exemplo do campo emergente que a equipe chama de "nanobiônica vegetal".
"Criar luz ambiente com a energia química renovável de plantas vivas é uma ideia ousada," disse Sheila Kennedy, do MIT, nos EUA. "Isso representa uma mudança fundamental em como pensamos sobre plantas vivas e energia elétrica para iluminação."
Capacitor de luz
A primeira versão das plantas emissoras de luz que a equipe criou usava nanopartículas contendo as enzimas luciferase e luciferina, encontradas nos vagalumes, para produzir luz.
Para estender a duração da luz e torná-la mais brilhante, a equipe criou agora um "capacitor de luz", um dispositivo que armazena luz, em vez de eletricidade, como nos capacitores comuns - inspirando-se no elemento químico fósforo (P), esses dispositivos são conhecidos como "fósforos", embora não precisem necessariamente conter o elemento.
O fósforo usado pela equipe foi o aluminato de estrôncio, transformado em nanopartículas e recoberto com sílica, para não agredir as células das plantas.
As nanopartículas podem ser infundidas nas plantas por meio dos estômatos - pequenos poros localizados na superfície das folhas - e se acumulam em uma camada esponjosa chamada mesofilo, onde formam uma película fina. Esta película pode absorver fótons da luz solar ou de um LED.
A equipe testou a técnicas em diferentes tipos de plantas.
[Imagem:Pavlo Gordiichuk et al. - 10.1126/sciadv.abe9733]
Iluminação com plantas
Após 10 segundos de exposição a um LED azul, as plantas emitem luz por cerca de uma hora - a luz é mais brilhante nos primeiros cinco minutos e depois diminui gradualmente.
"Nós precisamos de uma luz intensa, fornecida como um pulso por alguns segundos, e que possa carregar a planta," explicou o pesquisador Pavlo Gordiichuk. "Também mostramos que podemos usar lentes grandes, como lentes de Fresnel, para transferir nossa luz amplificada a uma distância de mais de um metro. Este é um bom passo para criar iluminação em uma escala que as pessoas possam usar."
A equipe agora está trabalhando na combinação das nanopartículas do capacitor de luz com as nanopartículas de luciferase que usaram em seu estudo de 2017, na esperança de que a combinação das duas tecnologias produza plantas que possam produzir uma luz mais brilhante e por períodos de tempo mais longos.
