Çinli bilim insanları, yapraklarına gün ışığını emip yavaşça geri salan renkli "art-ışık" partikülleri enjekte ederek gökkuşağı renklerinde parlayan ve karanlıkta ışık saçan sukulentler geliştirdi. Yeni bir araştırmaya göre, bu ışıldayan sukulentler iki saate kadar parlaklığını koruyarak, benzer malzemelerle geliştirilmiş bitkilerden daha iyi performans gösteriyor.
Araştırmacılar, bu buluşun dış ve iç mekanları aydınlatmak için sürdürülebilir, bitki bazlı aydınlatma çözümleri için kapı araladığını belirtiyor. Araştırmanın baş yazarı Shuting Liu, "Sokak lambalarının yerine parlayan ağaçlar hayal edin," diyerek, partiküllerin saniyeler içinde dağıldığını ve tüm sukulent yaprağının parladığını ifade ediyor.
Daha önce genetik mühendislik ve malzeme mühendisliği yöntemleriyle karanlıkta parlayan bitkiler elde edilmişti. Genetik mühendislik yaklaşımı, bazı bitkilerde (örneğin fitoplankton) bulunan biyolüminesan genleri kullanıyor ancak bu genler çoğunlukla sınırlı yeşil renk aralığına sahip. Malzeme mühendisliği teknikleri ise bitki yapraklarına ışık yayan partiküller enjekte ederek parlamalarını sağlıyor, ancak bu yöntemler şu ana kadar sadece soluk bir ışık üretebiliyordu.
Güçlü bir parlaklık için, ışık yayan partiküllerin bitki dokularına yayılacak kadar küçük, ancak görünür bir parlaklık yayacak kadar da büyük olması gerekiyor. Ateş böceklerindeki biyolüminesansı sağlayan enzim olan firefly luciferase'den türetilen nanopartiküllerle yapılan önceki deneyler, yalnızca 30 dakika sonra keskin bir şekilde azalan soluk bir ışık üretmişti.
Bu yeni çalışmada Liu ve meslektaşları, insan kırmızı kan hücresinin genişliğinde (6-8 mikrometre) ışık yayan fosfor partikülleri kullandılar. Liu'ya göre, mikron boyutundaki bu partiküller bitkinin içinde serbestçe hareket edebilecek kadar büyüktü ve bu sayede güçlü bir parlaklık üretebiliyordu. Liu, daha küçük, nano boyutlu partiküllerin bitki içinde kolayca hareket ettiğini ancak daha sönük kaldığını ekliyor.
Araştırmacılar, bulgularını hücre bazlı bilim dergisi Matter'da yayımladılar. Mikron boyutundaki partiküller sukulentler için işe yararken, araştırmada denenen Çin lahanası (Brassica rapa chinensis) ve altın sarmaşık (Epipremnum aureum) gibi diğer bitkilerde aynı etki gözlenmedi. Araştırmacılar, mavi-yeşil yaprakları ve kırmızı uçları olan Echeveria "Mebina" sukulentlerini kullandılar. Çin lahanası ve altın sarmaşığın aksine, bu sukulentlerin hücreleri arasında nispeten büyük boşluklar bulunması, mikron boyutundaki partiküllerin bitki içinde seyahat etmesine olanak tanıyor.
Araştırmacılar, fosfor partiküllerini Echeveria "Mebina" sukulentlerinin yapraklarına enjekte ederek bitkileri birkaç dakika boyunca güneş ışığına veya iç mekan LED ışığına maruz bıraktılar ve her iki deneyde de aynı art-ışık etkisini elde ettiler. Yeşil partiküllerin en uzun parlaklığı sağladığı, bitkilerin en parlak olduklarında bir gece lambasına rakip olabilecek şekilde iki saate kadar ışık yaydığı belirtildi.
Ekip, sukulent yapraklarına mavi, yeşil, kırmızı ve mavi-mor fosfor partikülleri enjekte ederek dünyanın ilk çok renkli ışıldayan bitkilerini üretti. Ayrıca, yakındaki nesneleri görebilecek ve karanlıkta metin okuyabilecek kadar ışık üreten 56 sukulentten oluşan bir bitki duvarı da oluşturdular.
Liu, tamamen insan yapımı mikroskobik bir malzemenin bir bitkinin doğal yapısıyla bu kadar kusursuz bir şekilde bir araya gelmesinin inanılmaz olduğunu belirtti ve bu entegrasyonun adeta büyülü olduğunu ekledi.
Araştırmaya göre, ışıldayan sukulentler gelecekte düşük karbonlu bir aydınlatma çözümü olabilir. Araştırmacılar, aynı etkiyi diğer bitkilerde de üretmeyi umuyorlar. Bu bitkiler güneş ışığına maruz bırakılarak piller gibi şarj edilebilecek ve hem dekoratif hem de pratik aydınlatma sağlayabilecek.
Araştırmacılar, sürecin basit ve uygun maliyetli olduğunu, 10 dakika içinde parlaklık elde edildiğini ve bunun bitki bazlı aydınlatmada pratik uygulamalar için yol açtığını yazdılar.
