فرارو- دانشمندان چینی با استفاده از نانوذرات موفق شده‌اند گیاهان گوشتی درخشانی بسازند که در رنگ‌های مختلف نورافشانی می‌کنند و پس از شارژ با نور خورشید، ساعت‌ها روشن می‌مانند.

به گزارش فرارو به نقل از سی ان ان، ایده گیاهانی که شب‌ها همانند چراغ‌های خیابانی بدرخشند، بیشتر شبیه به صحنه‌ای از یک فیلم علمی‌–تخیلی یا دنیای فانتزی به نظر می‌رسد. اما به گفته پژوهشگران، این آینده چندان هم دور از دسترس نیست.

در سال‌های اخیر، گروهی از دانشمندان موفق به تولید گیاهانی شدند که با انتشار نوری سبزفام، در تاریکی قابل مشاهده‌اند و حتی نسخه‌های تجاری آن‌ها در ایالات متحده به فروش می‌رسند. اکنون تیمی از محققان چینی گام فراتری برداشته و موفق به خلق نخستین گیاهان درخشان با رنگ‌های متنوع و شدت نوری بی‌سابقه شده‌اند؛ دستاوردی که می‌تواند نگاه ما به آینده نورپردازی شهری و خانگی را تغییر دهد.

شوتینگ لیو، زیست‌شناس و پژوهشگر دانشگاه کشاورزی جنوب چین در گوانگژو در بیانیه‌ای اعلام کرد: «تصور کنید در دنیایی شبیه به فیلم آواتار زندگی می‌کنیم، جایی که گیاهان درخشان کل یک اکوسیستم را روشن می‌کنند. هدف ما این بود که با استفاده از موادی که در آزمایشگاه در اختیار داریم، چنین رویایی را ممکن کنیم. حالا تصور کنید درختان درخشان جایگزین چراغ‌های خیابانی شوند.»

روش متفاوت؛ از ژن‌ویرایش تا نانوذرات

پژوهشگران برای ساخت این گیاهان از روش تازه‌ای بهره بردند. به جای دستکاری ژنتیکی که رویکردی مرسوم برای ایجاد درخشش در گیاهان محسوب می‌شود و پیش‌تر در مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) دنبال شده بود، آنان از تزریق نانوذرات بهره گرفتند. این نانوذرات شامل «استرانسیوم آلومینات» بودند؛ ماده‌ای که معمولاً در اسباب‌بازی‌های شب‌تاب استفاده می‌شود و با جذب نور در طول روز، آن را به‌تدریج در تاریکی آزاد می‌کند.

تزریق این ماده به برگ‌های گیاه گوشتی اچوریا مبینا موجب شد که گیاه بتواند در رنگ‌های مختلف از جمله قرمز، آبی و سبز بدرخشد. این دستاورد یک نقطه عطف به شمار می‌آید؛ زیرا در گذشته، دانشمندان تنها قادر به تولید درخششی سبزرنگ بودند که تحت تأثیر رنگ طبیعی گیاهان محدود می‌شد.

لیو توضیح داد: «ویرایش ژنی رویکردی فوق‌العاده است، اما ما الهام خود را بیشتر از موادی گرفتیم که قابلیت شارژ نوری دارند و سپس همان انرژی را به‌صورت پس‌تاب یا درخشش باقی‌مانده آزاد می‌کنند. همچنین از تلاش‌های قبلی درباره گیاهان درخشان الهام گرفتیم که ایده نورپردازی با گیاهان یا حتی چراغ‌های خیابانی گیاهی را مطرح کرده بودند. هدف ما ترکیب موادی با درخشش طولانی و چندرنگ با گیاهان بود تا محدودیت‌های همیشگی رنگی در درخشش گیاهی را پشت سر بگذاریم و راهی برای ذخیره و انتشار نور مستقل از فتوسنتز فراهم کنیم. درواقع، یک چراغ زنده و شارژی از جنس گیاه.»

آزمایش عملی؛ دیواری سبز و درخشان

تیم تحقیقاتی برای نمایش کاربرد عملی این ایده، دیواری سبز از ۵۶ گیاه ساخت که قادر بود به اندازه کافی نور تولید کند تا متن و تصاویر یا حتی فردی را در فاصله ۱۰ سانتی‌متری قابل مشاهده سازد. طبق گزارش منتشرشده، این گیاهان پس از قرار گرفتن چند دقیقه‌ای زیر نور مستقیم خورشید، تا دو ساعت روشنایی خود را حفظ کردند. هرچند شدت نور به تدریج کاهش یافت، اما با قرار گرفتن دوباره زیر نور خورشید، قابلیت شارژ مجدد پیدا می‌کردند.

به گفته لیو، گیاهان حتی ۲۵ روز پس از تزریق همچنان توانایی ایجاد درخشش پس‌تابی را داشتند. او افزود: «برگ‌های مسن‌تر که ذرات شب‌تاب دریافت کرده بودند، حتی پس از پژمردگی، در برابر نور فرابنفش همچنان قادر به تولید نور بودند.»

چالش‌ها و موانع

یکی از مشکلات این فناوری، تجزیه سریع استرانسیوم آلومینات در بافت گیاهی و آسیب‌پذیری آن است. برای رفع این مشکل، دانشمندان پوشش شیمیایی ویژه‌ای برای این ماده طراحی کردند تا مانند یک سد محافظ عمل کند.

با وجود این پیشرفت‌ها، لیو تأکید می‌کند که این گیاهان هنوز فاصله زیادی با تأمین روشنایی واقعی دارند: «شدت درخشندگی گیاهان هنوز بسیار ضعیف‌تر از آن است که بتوان از آن‌ها برای کاربردهای عملی در نورپردازی استفاده کرد. همچنین، بررسی‌های ایمنی مربوط به تأثیر این ذرات بر گیاهان و حیوانات همچنان ادامه دارد.»

در شرایط فعلی، کاربرد اصلی این گیاهان بیشتر در حوزه تزئینات یا به‌عنوان چراغ‌های شب کوچک و زینتی تعریف می‌شود. اما پژوهشگران امیدوارند با افزایش شدت نور و طولانی‌تر کردن مدت زمان درخشش، در آینده بتوانند فضاهای عمومی و باغ‌ها را با روشنایی طبیعی گیاهان زنده نورپردازی کنند.

تردیدهای علمی

با وجود هیجان‌انگیز بودن این دستاورد، برخی کارشناسان نسبت به عملی بودن آن ابراز تردید کرده‌اند. جان کار، بیوشیمی‌دان و استاد علوم گیاهی دانشگاه کمبریج، داشت: «این پژوهش جالب است و خواندن آن لذت‌بخش، اما به نظرم کمی فراتر از توان فعلی فناوری و حتی فراتر از چیزی است که گیاهان بتوانند تاب بیاورند. به دلیل محدودیت انرژی که گیاهان می‌توانند آزاد کنند، بعید می‌دانم در آینده نزدیک شاهد استفاده از آن‌ها به‌عنوان چراغ‌های خیابانی باشیم.»

نگاهی به آینده

با این حال، پژوهشگران خوش‌بین باقی مانده‌اند. لیو در ادامه تأکید می‌کند: «در حال حاضر این گیاهان بیشتر جنبه نمادین و نمایشی دارند، اما اگر بتوانیم شدت نور را به شکل چشمگیری افزایش دهیم و دوام درخشش را طولانی‌تر کنیم و از همه مهم‌تر، اگر ایمنی این مواد برای گیاهان و حیوانات به‌طور کامل اثبات شود، می‌توان آینده‌ای را تصور کرد که در آن باغ‌ها یا فضاهای عمومی شب‌ها به‌وسیله گیاهان درخشان به شکلی لطیف و طبیعی روشن شوند.»

این تحقیق، در عین حال که محدودیت‌ها و چالش‌های خود را دارد، بار دیگر مرز میان علم و تخیل را به چالش کشیده است. در جهانی که انرژی‌های پایدار و سازگار با محیط‌زیست بیش از هر زمان دیگری اهمیت یافته‌اند، شاید روزی فرا برسد که چراغ‌های برقی جای خود را به درختان و گل‌های شب‌تاب بسپارند؛ موجودات زنده‌ای که نه تنها زیبایی طبیعت را حفظ می‌کنند، بلکه روشنایی زندگی شهری را نیز تأمین خواهند کرد.