alexkolos

На днях группа тайванских ученых обнаружила, что внедрение наночастиц золота в листву деревьев вызывает появление видимого глазу красноватого свечения. Предложенная идея использовать деревья в качестве альтернативного источника уличного освещения поистине гениальна, ведь это позволило бы не только сэкономить электроэнергию и сократить выбросы СО2, но и значительно уменьшить световое загрязнение в крупных городах.

Открытие эффекта свечения листьев в присутствии наночастиц золота принадлежит Доктору Йен-Синь Су из Научно-исследовательского центра прикладной науки (RCAS) Академии Синика, Тайвань, бывшему студенту физического факультета National Cheng Kung University (NCKU). Исследования проходили под руководством профессора этого  университета Вэй-Мин Чжан и доцента Института электрооптики и проектирования Ши-Хуэй Чана.

Королевское химическое общество заинтересовалось новой разработкой, благодаря чему статья Доктора Ен-Ву Синь была принята к печати журналом Nanoscale. Подробности также можно узнать из интервью, данного академическому журналу Chemistry World.

Как это часто бывает, все получилось случайно. Тайваньские ученые задались целью разработать новую технологию высокоэффективного освещения наподобие светодиодной, только без использования токсичных химических веществ  (в данном случае – фосфорного порошка). Как заметил в интервью Профессор Ши-Хуэй Чан, на данный момент светодиоды (СИД) почти совсем вытеснили из использования традиционные источники освещения. К примеру, именно СИД-технология зачастую применяется в информационных табло и уличных фонарях. Меж тем в большинстве светодиодов (особенно это касается белых светодиодов) для получения света с разными длинами волн используется фосфорный порошок. При всем при этом фосфорный порошок высокотоксичен, да и стоит довольно дорого. Доктору Йен Ву-Синь пришла в голову мысль изобрести новый, менее токсичный способ освещения, что и подтолкнуло его к участию в исследованиях.

Известно, что хлорофилл, благодаря которому в листьях происходит фотосинтез, способен не только поглощать свет, но и излучать его в очень малых дозах. Правда, это красноватое свечение непостоянно и все время «мигает». Листья большинства растений светятся только красным, но есть такие, в которых хлорофилл излучает еще и синый свет. К последним относится и каролинская бакопа (Bacopa caroliniana), выбранная исследователями в качестве подопытного растения.

Идея заключалась в том, чтобы имплантированные в листья наночастицы золота повысили интенсивность естественного свечения хлорофилла за счет усиления света, попавшего на их поверхность. И действительно, под воздействием ультрафиолета наночастицы золота начинают излучать сине-фиолетовое свечение (флуоресценцию), что, в свою очередь, стимулирует излучение окружающего наночастицу хлорофилла (биолюминесценция). Важно, что излучаемый свет получился равномерным. Ученые пояснили, что происходит это благодаря особой «колючей» форме наночастиц золота, использованных в эксперименте.

"В будущем био-светодиоды можно будет использовать для того, чтобы заставить придорожные деревья светиться (люминесцировать) ночью. Это позволит сэкономить энергию и ускорит поглощение СО2, так как люминесценция био-светодиодов будет также стимулировать процесс фотосинтеза", – сообщил Доктор Йен-Синь Су журналистам.

Профессор Вэй-Мин Чжан, доцент Ши-Хуэй Чанг и доктор Йен-Синь Су подчеркнули, что для реализации поставленной цели необходимо доработать технологию, и, в частности, повысить эффективность биолюминесценции.

Если им это удастся, возможно, однажды мы сможем прогуляться по ночной улице при свете листьев, ориентируясь так же легко, как делают это лесные обитатели на протяжении вот уже многих веков.