צוות של חוקרים סיניים יצר סוקולנטים זוהרים בחושך שנטענים באור השמש. הצמחים, שלהם הוזרקו תרכובות פולטות אור, יכולים לזהור בצבעים שונים ולהאיר כמו מנורת לילה קטנה. השיטה הפשוטה והזולה עשויה לסייע בהנחת היסודות למערכות תאורה בנות-קיימא מבוססות צמחים.
חלקיקי הזרחן מתפשטים במהירות דרך עלה צמח הסוקולנט, ומאירים אותו מבפנים
(צילום: מתוך כתב העת Matter)
"דמיינו עולם בו צמחים זוהרים מאירים מערכת אקולוגית שלמה", אמרה שאטינג ליו מהאוניברסיטה החקלאית של דרום סין, שנמנתה על צוות המחקר. "רצינו להפוך את החזון הזה לאפשרי באמצעות חומרים שאנחנו כבר עובדים איתם במעבדה. דמיינו עצים זוהרים שמחליפים את פנסי הרחוב".
למעשה, כל נושא הצמחים הזוהרים איננו חדש לגמרי. מחקרים קודמים עיצבו צמחים דומים באמצעות הנדסה גנטית. אך הזוהר של אותם צמחים, לרוב חלש ומתקיים בדרך כלל רק בירוק, כשהשיטות היו מורכבות ויקרות.
במקום לגרום לתאים לזהור באמצעות שינוי גנטי, הצוות במחקר החדש, שפורסם בכתב העת Matter, השתמש בחלקיקי זרחן זוהרים - חומרים הדומים לאלה שנמצאים בצעצועים ומדבקות שזוהרים בחושך. תרכובות אלו סופגות אור ומשחררות אותו באיטיות לאורך זמן.
כדי שהחלקיקים יוכלו לנוע דרך רקמות העלים, החוקרים היו צריכים להגיע לגודל הנכון: כ-7 מיקרומטר, בערך רוחב של תא דם אדום בבני אדם. "חלקיקים קטנים יותר, בגודל ננומטרי, נעים בקלות בתוך הצמח אך הם עמומים יותר", הסבירה ליו. "חלקיקים גדולים יותר זהרו בבהירות רבה יותר אך לא יכלו לנוע רבות בתוך הצמח".
לאחר מכן, הצוות הזריק את החלקיקים למספר מיני צמחים, בין היתר מיני סוקולנטים (צמחים בעלי עלים וגבעולים עבים ובשרניים המכילים תאים אוגרי מים, ולכן לא דרושה להם השקיה רבה), פוטוס זהוב (Epipremnum aureum) ובוק צ'וי (Brassica rapa chinensis) – ירק עלים ממשפחת המצליבים. אלא שרק הסוקולנטים ייצרו זוהר חזק, הודות לתעלות הצרות, האחידות והמפוזרות באופן שווה בתוך העלה שסייעו לפזר את חלקיקי הזרחן בצורה יעילה יותר. לאחר מספר דקות של חשיפה לאור שמש או לתאורת לד בתוך הבית, הצמחים שעברו שינוי זהרו עד שעתיים. "זה היה ממש בלתי צפוי", אמרה ליו, שציינה כי בתחילה חשבה שצמחים עם מבני רקמה אווריריים יפעלו טוב יותר. "החלקיקים התפזרו תוך שניות בודדות, וכל העלה הסוקולנטי התמלא באור זרחני".
3 צפייה בגלריה
מיני סוקולנטים, במצב טבעי ולאחר שחלקיקי הזרחן התפשטו לאורך עליהם
(צילום: מתוך כתב העת Matter)
באמצעות שימוש בסוגים שונים של זרחן, יצרו החוקרים צמחים הזוהרים בצבעים שונים, כולל ירוק, אדום וכחול. הם אפילו בנו קיר צמחים זוהר עם 56 סוקולנטים, בהירים מספיק כדי להאיר עצמים סמוכים ולאפשר קריאת טקסטים בסמוך אליהם.
אורם של הסוקולנטים הזוהרים דועך עם הזמן, והצוות עדיין בוחן את הבטיחות ארוכת הטווח של החומרים עבור הצמחים. ובכל זאת, התגלית מספקת אלטרנטיבה בת-קיימא לתאורה בעוצמה נמוכה בשבילים, גינות או כחלק מעיצוב פנים. בנוסף, בוחנים מחברי המחקר כיצד השיטה יכולה להאיר צמחים שאינם סוקולנטים. "זה מדהים שחומר בקנה מידה מיקרוסקופי יכול להשתלב בצורה חלקה כל כך עם המבנה הטבעי של צמח", סיכמה ליו. "הדרך שבה הם משתלבים היא כמעט קסומה, מה שיוצר פונקציונליות ייחודית. התהליך פשוט וחסכוני, שכן נדרשות 10 דקות עד לעוצמת אור מלאה, מה שסולל את הדרך ליישומים מעשיים בתאורה מבוססת צמחים".
