Biến cây xanh thành… đèn đường

0 Trần Biên ((Theo MIT/Dailymail))
ANTD.VN - Nhóm nhà khoa học tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), Mỹ bước đầu đã tạo ra cây cải xoong phát sáng trong gần 4 tiếng đồng hồ và chừng đó cũng đủ để giúp chúng ta đọc xong một cuốn tiểu thuyết.

ảnh 1Cây cải xoong phát sáng có thể giúp chúng ta đọc hết cuốn sách

Các nhà khoa học MIT cho biết, trong tương lai họ sẽ tạo ra những cây xanh phát sáng trồng trên các con phố để thay thế hệ thống đèn đường, tự thắp sáng mà không cần sự điều chỉnh của con người.

Thực vật điện tử sinh học nano

Khái niệm về thực vật điện tử sinh học nano (plant nanobionics) hiện nay còn khá mới mẻ trong giới khoa học, trong đó có bao gồm cả việc nghiên cứu thực vật phát sáng. Giáo sư kỹ thuật hóa học tại MIT Michael Strano được biết đến là người đầu tiên triển khai nghiên cứu công trình khoa học liên quan đến thực vật điện tử sinh học nano. Mục đích của việc nghiên cứu sinh học nano là nhằm đưa ra những tính năng mới vào thực vật bằng những hạt nano.

Cụ thể, trong trường hợp này là bổ sung các hạt nano với nhiều kích cỡ khác nhau có chứa 3 hợp chất gồm luciferase, lucifrin và co-enzyme A vào các loài thực vật.  Lucifrase là một enzyme được hình thành từ amino acide giống như các loại protein thông thường và không tạo ra ánh sáng.

Nó sẽ oxy hóa phân tử lucifrin khiến chúng tạo ra ánh sáng khi phân rã trở lại trạng thái cơ bản. Còn co-enzyme A trong hạt nano có chức năng dọn dẹp các chất phản ứng vốn là sản phẩm phụ có thể ngăn cản sự tương tác giữa luciferase với lucifrin. Các thành phần này được “đóng gói” vào trong các hạt nano silica có đường kính khoảng 10 nanomét

Tiếp đó, các nhà khoa học cho các hạt này vào một dung dịch. Thực vật sẽ được nhúng chìm vào dung dịch có chứa hạt nano, sau đó được đưa vào máy nén áp suất. Áp suất cao khiến các hạt nano được truyền vào thực vật và qua thời gian, các hạt nano này sẽ giải phóng các phân tử vào cây và tế bào trong cây sẽ tiếp nhận các phân tử. Một khi đã ở trong cây, luciferase và luciferin sẽ bắt đầu phản ứng và tạo ra ánh sáng.

Kết quả ban đầu cho thấy, hiệu suất chiếu sáng của cây chỉ kéo dài khoảng 45 phút, tuy nhiên khi các nhà khoa học điều chỉnh lại quy trình, lượng thời gian kéo dài lên đến gần 4 tiếng đồng hồ. Điều đó có nghĩa chúng ta có thể đọc xong cả cuốn sách vào buổi tối mà không lo bị thiếu ánh sáng.

Thay thế đèn đường

“Kế hoạch trong tương lai đặt ra trước mắt chúng tôi là tạo ra những cây xanh trồng trên các con phố để thay thế hệ thống đèn đường, tự thắp sáng mà không cần phải nối với nguồn điện. Ánh sáng được tạo ra chính bởi sự trao đổi năng lượng của chính loài thực vật đó”, Giáo sư Michael Strano nói. 

Trước đây, nhiều công trình nghiên cứu cũng cho ra những kết quả như cây thuốc lá biến đổi gen có thể phát sáng, tuy nhiên các nhà khoa học MIT nhận định công nghệ biến đổi gen rất phức tạp và tốn kém chi phí. Còn giải pháp để thực vật tạo ra luciferase của riêng mình có thể đạt hiệu quả lâu dài hơn nhưng ánh sáng phát ra lại rất mờ nhạt và chỉ có thể áp dụng đối với một số loại thực vật nhất định.

Chính vì vậy, phương pháp tiếp cận sinh học nano của MIT được đánh giá là đơn giản hơn và có thể được sử dụng trên bất kỳ loại cây trồng nào. Cho đến nay, họ đã thử nghiệm thành công với rau xà lách, cải xoăn, và cải bó xôi với sự tài trợ của Bộ Năng lượng Mỹ.

Dựa theo công nghệ này, các nhà khoa học MIT cho biết, trong tương lai họ sẽ áp dụng phương pháp sơn hoặc phun các hạt nano lên trên lá của những cây cổ thụ để biến chúng thành những cây đèn đường tự chiếu sáng mà không cần sự điều chỉnh của con người. “Chúng tôi cho rằng đây chính là giải pháp hoàn hảo nhất trong tương lai”, Giáo sư Strano nói. 

“Mục tiêu của chúng tôi là chỉ thực hiện biến đổi một lần đối với cả cây giống và cây trưởng thành, nên công dụng sẽ được phát huy hết quá trình phát triển và sinh trưởng của cây. Công việc của chúng tôi thực sự đã mở ra cánh cửa hướng tới tương lai, nơi mà cây cối sẽ được tận dụng làm cột đèn đường, hay thậm chí có thể chiếu sáng cho cả những căn nhà trên phố”, Giáo sư Strano cho biết thêm. 

Ngoài ra, các nhà khoa học cũng đã phát triển một phương pháp có thể tắt ánh sáng trên cây bằng cách thêm các hạt nano mang chất ức chế luciferase. Do đó, những cây cổ thụ trên phố trong tương lai có thể thành những cây đèn đường rực rỡ vào ban đêm và tự động tắt khi có ánh sáng Mặt trời.

bình luận(0 bình luận)

Cùng chuyên mục
Top