В прошлом эксперименте ученые не смогли добится яркого свечения так, чтобы не повредить здоровью самих растений. Усовершенствованные импланты из наночастиц теперь не вредят фотосинтезу и испарению воды, а также заставляют растения светится в десять раз ярче.
Ключевым в новом исследовании стала замена люциферазы и люциферина, которые заставляют светится светлячков, на люминофорные материалы, например наночастицы из алюмината стронция. Механизм действий последних заключается в поглощении и сохранении видимого и ультрафиолетового света, а затем медленном выделении света в форме фосфоресценции.
Наночастицы покрыли кремнеземом, чтобы обезопасить структуры растений. Затем частицы через поры проникли в листья и накопились в мезофилле — ткани, отвечающей за фотосинтез. Ученые проверили новый подход на кресс-салате, табаке, базилике, маргаритках и алоказии. 10 секунд воздействия синих светодиодов на растения хватило для часового свечения. Но яркость свечения пока нестабильна — в первые несколько минут она максимальна, а затем постепенно снижается.
Исследователи рассчитывают в следующем эксперименте объединить алюминат стронция с новыми частицами для более яркого и устойчивого свечения.
Эксперименты ученых относятся к новой научной области — нанобионике растений. Она исследует влияние внедренных наночастиц на новые возможности. Ранее ученые Массачусетского технологического института создали шпинат, помогающий найти взрывчатку, кресс-салат, светящийся в темноте, и растения, сигнализирующие о нехватке воды.
