Geen lantaarnpalen langs de rijbaan, maar zacht oplichtende bomen die je weg verlichten. Dit beeld willen onderzoekers van de befaamde universiteit MIT in de Verenigde Staten werkelijkheid maken. De eerste stap is gezet: ze lieten plantjes bijna vier uur lang licht geven.
Om de planten licht te laten geven dompelden de onderzoekers ze in een oplossing met speciaal ontworpen nanodeeltjes. Deze deeltjes dringen de bladeren binnen en kunnen bijna vier uur een zwak licht uitzenden.
Volgens de onderzoekers zijn planten de ultieme duurzame lichtbron. ‘Ze wekken zelf de energie op voor het licht’, zegt Seon-Yeong Kwak van MIT. ‘Bovendien zijn planten goed aangepast aan de buitenwereld en kunnen ze zichzelf repareren.’
Nieuwe technologie onthult het verborgen leven van dinosauriërs
Van migrerende planteneters tot toegewijde ouders: paleontologen ontrafelen stukje bij beetje het gedrag van dinosauriërs.
Luciferase
De onderzoekers gebruiken dezelfde techniek als vuurvliegjes om de planten te laten oplichten. Hiervoor zijn drie stoffen nodig: het enzym luciferase, het molecuul luciferine dat onder invloed van luciferase licht geeft, en co-enzym A, dat een handje helpt door belemmerende bijproducten te verwijderen die ontstaan.
De luciferase verpakten de onderzoekers in silica-nanodeeltjes van 10 nanometer (0,00001 millimeter) groot. De luciferine en co-enzym A werden vervoerd in twee wat grotere nanodeeltjes, gemaakt van polymeren. De onderzoekers brachten de nanodeeltjes in de bladeren van waterkers door het plantje onder te dopen in een oplossing met de deeltjes. Vervolgens brachten ze bladeren onder druk, zodat de deeltjes door de huidmondjes op de bladeren de plant in konden sijpelen.
Eenmaal in de bladeren geven de nanodeeltjes de stofjes af en kunnen de luciferase en de luciferine hun lichtgevende reactie aangaan. Met een vierde soort nanodeeltjes, die luciferase-remmende stoffen bevat, kan het licht van de planten weer worden uitgezet. ‘Ons volgende doel is om lichtgevende planten te maken die als reactie op bijvoorbeeld zonlicht hun licht uit kunnen zetten’, zegt Kwak.
Spray
Het aanbrengen van de lichtgevende stofjes is nu nog een behoorlijke klus. Maar de onderzoekers schrijven dat ze een techniek willen ontwikkelen waarmee de nanodeeltjes simpelweg op de plant gesprayd kunnen worden. Dan kunnen ook grotere planten en zelfs bomen licht geven.
De onderzoeker hebben inmiddels aangetoond dat deze methode niet alleen voor waterkers werkt, maar ook voor rucola, boerenkool en spinazie. En hoewel ook de nanodeeltjes door de Amerikaanse voedsel- en warenautoriteit FDA goedgekeurd zijn, durven de onderzoekers niet te zeggen dat de planten eetbaar zijn. Kwak: ‘Dat is nog niet getest.’
Eerder ontwierp deze groep onderzoekers al planten die de aanwezigheid van explosieven kunnen detecteren en dit doorgeven aan een smartphone. Ook maakten ze planten die watertekort in de grond in de gaten kunnen houden.
Mis niet langer het laatste wetenschapsnieuws en meld je nu gratis aan voor de nieuwsbrief van New Scientist.
Lees verder: