Освещение улиц при помощи светящихся деревьев — реально ли это?

07.02.2022 22:57

Американские ученые из Массачусетского технологического института уже несколько лет пытаются вырастить деревья, которые излучают яркий свет. Предполагается, что в будущем светящиеся растения появятся на улицах городов и начнут использоваться как замена уличным фонарям. Благодаря такому подходу, можно будет сэкономить большое количество электроэнергии, за что природа явно будет нам очень благодарна, потому что нынешние электростанции сильно загрязняют воздух. В 2017 году появилось первое поколение таких растений — листья жерухи обыкновенной были обработаны люциферазой, которая придает светящиеся свойства светлячкам. Листья действительно излучали свет, только вот их яркость оставляла желать лучшего. В прошлом году инженеры увеличили интенсивность свечения настолько, что под светом растений можно было читать книги. Кажется, все идет к тому, что в будущем улицы действительно будут освещаться деревьями.

В будущем улицы будут освещаться не фонарями, а деревьями

Содержание

1 История разработки светящихся деревьев
- 1.1 Первое поколение светящихся растений
- 1.2 Второе поколение светящихся растений
- 1.3 Третье поколение светящихся растений
2 Плюсы и минусы уличного освещения
3 Освещение улиц при помощи деревьев

История разработки светящихся деревьев

По словам профессора Майкла Страно (Michael Strano), их замысел заключается в создании растения, которое поглощает свет, сохраняет его и постепенно излучает в окружающее пространство. Первое растение такого рода было создано в 2017 году и с тех пор технология постоянно совершенствуется.

Первое поколение светящихся растений

Пять лет назад ученые поняли, что для придания светящихся свойств, внутрь листьев растений можно вводить люциферазу, которая наделяет светлячков способностью к люминесценции. В рамках первого исследования частицы вещества диаметром в несколько сотен нанометров были введены в листья кресс-салата. Они накопились в губчатом слое, именуемом мезофиллом. Как и ожидалось, люцифераза вобрала в себя фотоны света, но яркости излучения не хватало даже для чтения книги. Ученым пришлось работать над улучшением технологии.

Листья кресс-салата

Интересный факт: некоторые насекомые умеют светиться в темноте, но растения к этому не способны. Но ученые уже умеют выводить светящиеся сорта картофеля и томата — их излучение очень слабое, потому что нужно только для подачи сигнала о стрессе. Подробности читайте в этой статье.

Второе поколение светящихся растений

Второе поколение светящихся растений было продемонстрировано в 2021 году. На этот раз ученые заменили люциферазу другим веществом — алюминатом стронция. Главным преимуществом нового вещества является то, что он излучает свет с гораздо большей интенсивностью, чем люцифераза. Для его «подзарядки» подходит как солнечное излучение, так и свет от светодиодной лампы. В рамках эксперимента ученые светили на листья растения 10 секунд — этого хватило для того, чтобы растение освещало пространство в течение часа. В общем числе, спустя сотни циклов перезарядки, растение смогло работать на протяжении целых двух недель. Неплохой результат, но ученых он не удовлетворил.

Зеленые частицы — это светящиеся вещества, скопившиеся на поверхности губчатой ткани мезофилла в листьях растений

Третье поколение светящихся растений

Третье поколение растений для освещения пространства находится в разработке. Известно, что в их листья будет введена смесь люциферазы и алюмината стронция — есть надежда, что два вещества сделают растения максимально яркими. Но ученым нужно убедиться, что такой состав не будет разрушать растительную структуру. Если они заметят разрушительный эффект, придется искать новый состав.

На данный момент эксперименты проводятся только на небольших растениях, но в будущем дело наверняка дойдет до деревьев

Плюсы и минусы уличного освещения

Уличное освещение в городах играет очень важную роль. Во-первых, благодаря наличию фонарей пешеходы и водители автомобилей хорошо видят друг друга — снижается количество аварий. Во-вторых, в хорошо освещенных местах совершается меньше преступлений. Ведь согласитесь, если просмотреть новости об убийствах, чаще всего они совершаются в темных парках, дворах без освещения и других жутких местах.

Жестокие преступления обычно совершаются в плохо освещенных местах

Но у уличного освещения есть и минусы. Главным из них является то, что большое количество фонарей требует много энергии, но при этом зачастую улицы пустуют и электричество тратится зря. К тому же, некоторые фонари очень яркие и иногда слепят едущих по трассам автомобилистов — такие случаи редки, но все же бывают. Ну и в-третьих, не стоит забывать про световое загрязнение, которое может негативно сказываться как на здоровье людей, так и животных, особенно рыб.

Световое загрязнение — еще одна проблема современного мира

Освещение улиц при помощи деревьев

А теперь давайте представим, что вместо высоких фонарных столбов, улицы освещены деревьями. Если американские ученые смогут реализовать свою идею, в парках можно будет убрать все фонари. Рассеянный свет не будет светить глаза, но его интенсивности будет достаточно для того, чтобы разглядеть людей и дорогу. Отсутствие фонарей позволит сэкономить много энергии. Электричество в парках будет необходимо разве что для короткого включения светодиодных ламп — после их 10-секундного свечения, деревья смогут освещать пространство несколько часов.

Не исключено, что через несколько десятилетий, а улицах не останется фонарей

К сожалению, на данный момент нельзя точно сказать, когда светящиеся деревья появятся на улицах городов. Если третье поколение растений окажется достаточно мощным, они могут стать частью населенных пунктов уже в ближайшие десятилетия. Но перед этим нужно будет узнать ответы на ряд вопросов. Например, как минимум мне не понятно, что будут делать с деревьями через две недели, когда они перестанут светить. Скорее всего, им будут вкалывать смесь люминесцентных веществ, но долго ли растения будут выдерживать наличие посторонних частиц в листьях? Вопросов очень много, а ответов на данный момент нет. Ждем третьего поколения, а после этого придется ждать испытаний.

Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш Telegram-канал. Там вы найдете анонсы свежих новостей нашего сайта!

Источник