Europium-dotiertes Strontiumaluminat
Projektleiter Michael Strano und sein Team haben das Verfahren nun entscheidend verbessert. Während die ersten leuchtenden Pflanzen noch wenig Licht spendeten, ist es jetzt schon so viel, dass es sogar zum Lesen reicht. Um das zu erreichen, haben die Forscher Nanopartikel aus Europium-dotiertem Strontiumaluminat hergestellt, die genau die gewünschte Eigenschaft haben und phosphoreszieren. Sie arbeiten wie ein „Lichtkondensator“, indem sie Licht aufnehmen und verzögert wieder abgeben. Solche Nanopartikel umhüllten die Forscher mit Kieselsäure, sodass sie pflanzenverträglich wurden. Dann schleusten sie diese in die Stomata – das sind kleine Poren auf der Oberfläche der Blätter – ein. So werden die Pflanzen zu Lichtemittenten, also Leuchten.
Basilikum als Lämpchen
Die Forscher haben entdeckt, dass der „Lichtkondensator-Ansatz“ bei verschiedenen Pflanzen funktioniert. So zum Beispiel bei Wasserkresse, Basilikum und auch bei der Tabakpflanze. Die Größe der Blätter ist dabei jedenfalls ein entscheidender Faktor. Die über 30cm breiten Blätter des in Thailand wachsenden Elefanten-Ohrs könnten sich durchaus für die Außenbeleuchtung eignen. Natürlich wurde auch untersucht, ob das Aufbringen der Nanopartikel den Pflanzen schadet – das scheint aber nicht der Fall zu sein. Die Photosynthese und die Verdunstung über die Stomata funktionierten wie gewohnt.
Das Glühwürmchen als Vorbild
Die Ergebnisse sind vielversprechend – vielleicht ersetzen lebende Pflanzen sogar schon bald herkömmliche Lichtsysteme. Die Forscher arbeiten nun daran, die neuen Nanopartikel mit Luciferase und Luciferin zu kombinieren, die sie bereits 2017 verwendet haben (siehe Video), um Pflanzen das Leuchten beizubringen – allerdings blieb es damals nur bei einem leichten Schimmern. Die Kombination der beiden Technologien könnte nun Pflanzen hervorbringen, die für längere Zeit noch helleres Licht erzeugen. Luciferase ist der Oberbegriff für Enzyme, die bei der Reaktion mit Luciferin und Sauerstoff zerfallen und Licht emittieren. So leuchten beispielsweise Glühwürmchen.
Technologien für Lösungen von morgen
Pflanzen und Tiere liefern immer wieder spannende Ideen für innovative technische Anwendungen. Auch wir forschen intensiv in dieser Richtung. Vögel, Fische, Quallen und viele andere Lebewesen aus Wasser und Luft haben uns bereits „bionisch“ inspiriert. Das interessiert dich?
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