Çinli Bilim İnsanları, Güneş Işığında Enerjisini Yenileyen Çok Renkli, Karanlıkta Parlayan Sukulentler Yarattı

Çinli bilim insanları, ışığı emip ardından yavaş yavaş salan renkli “ışıldama” parçacıklarını yapraklara enjekte ederek gökkuşağı gibi parlayan sulu bitkiler yarattı. Yeni bir çalışmaya göre, bu ışıltılı sulu bitkiler iki saate kadar parladı ve benzer yöntemlerle üretilmiş bitkileri geride bıraktı. Araştırmacılar, bu buluşun hem iç hem dış mekânlarda sürdürülebilir, bitki temelli aydınlatmanın önünü açabileceğini söylüyor.

“Parlayan ağaçların sokak lambalarının yerini aldığını hayal edin,” diyor çalışmanın baş yazarı, Güney Çin Tarım Üniversitesi’nden araştırmacı Shuting Liu. “Parçacıklar yalnızca saniyeler içinde yayıldı ve tüm sulu bitki yaprağı parladı.”

Bilim insanları daha önce de hem genetik mühendislik hem de malzeme mühendisliği kullanarak karanlıkta parlayan bitkiler üretmişti. Genetik mühendisliği yaklaşımlarında, fitoplankton gibi bazı bitkilerde doğal olarak bulunan biyolüminesan genler kullanılıyor. Ancak bu genler çoğunlukla yalnızca yeşil ışık üretebiliyor. Malzeme mühendisliği yöntemlerinde ise yapraklara ışık yayan parçacıklar enjekte ediliyor. Fakat bu yöntemlerle elde edilen ışık şimdiye kadar hep sönük kalmıştı.

Güçlü bir parlama elde edebilmek için, ışık yayan parçacıkların bitki dokularında serbestçe hareket edebilecek kadar küçük ama gözle görülebilir bir ışık yayacak kadar büyük olması gerekiyor. Daha önce ateşböceklerinin ışık üretmesini sağlayan luciferase enziminden türetilen nanoparçacıklar kullanılmıştı, fakat bunlar yalnızca 30 dakika boyunca zayıf bir parlama üretebilmişti.

Yeni çalışmada Liu ve ekibi, bir insanın kırmızı kan hücresi genişliğinde (6–8 mikrometre) ışık yayan fosfor parçacıkları kullandı. Liu’nun aktardığına göre, bu mikron boyutundaki parçacıklar hem güçlü bir parlama üretecek kadar büyük hem de bitkinin içinde rahatça dolaşacak kadar küçüktü. “Nano boyutundaki parçacıklar bitki içinde daha kolay hareket ediyor ama ışıkları daha sönük oluyor,” diyor Liu.

Araştırmacılar bulgularını 27 Ağustos Çarşamba günü Matter dergisinde yayımladı.

Mikron boyutundaki parçacıklar, sukulentlerde işe yarasa da çalışmada test edilen diğer bitkilerde (Çin lahanası – Brassica rapa chinensis ve salon sarmaşığı – Epipremnum aureum) işe yaramadı. Bunun nedeni, araştırmacılara göre, kullanılan Echeveria “Mebina” adlı sukulentin hücreleri arasında diğer bitkilere kıyasla daha geniş boşluklar bulunması. Bu sayede parçacıklar bitkinin içinde rahatça dolaşabiliyor.

Araştırmacılar, fosfor parçacıklarını Echeveria “Mebina” yapraklarına enjekte ederek bitkileri güneş ışığına veya iç mekân LED ışığına birkaç dakika maruz bıraktı. Her iki durumda da aynı ışıldama etkisi elde edildi. Yeşil parçacıklar en uzun süre parladı; bitkiler 2 saate kadar ışık yayarak en parlak anlarında küçük bir gece lambasıyla yarışacak kadar güçlü ışık verdi.

Ekip, mavi, yeşil, kırmızı ve mavi-mor fosfor parçacıklarını enjekte ederek dünyanın ilk çok renkli ışıltılı bitkilerini üretmeyi de başardı. Ayrıca 56 sukulentten oluşan bir bitki duvarı yaptılar; bu duvar karanlıkta çevredeki nesneleri görmeye ve yazıları okumaya yetecek kadar ışık üretti.

“Tamamen insan yapımı, mikroskobik ölçekteki bir malzemenin bitkinin doğal yapısıyla böylesine kusursuz biçimde bütünleşmesi bana inanılmaz geliyor,” diyor Liu. “Bu bütünleşme neredeyse büyülü.”

Çalışmaya göre, ışıltılı sukulentler bir gün düşük karbonlu bir aydınlatma çözümü haline gelebilir. Araştırmacılar, aynı etkinin başka bitkilerde de elde edilmesini ve bu bitkilerin tıpkı piller gibi güneş ışığıyla şarj edilip dekoratif ve pratik aydınlatma sağlamasını umuyor.

“Bu süreç basit ve maliyeti düşük, üstelik 10 dakika içinde ışıltı sağlıyor. Bu da bitki temelli aydınlatma için pratik uygulamaların yolunu açıyor,” diye yazıyor araştırmacılar.

Bu yazı LIVESCIENCE’ de yayınlanmıştır.