Las carreteras del futuro podrían iluminarse con árboles brillantes en lugar de farolas, gracias a un avance en la creación de plantas bioluminiscentes. Los expertos inyectaron nanopartículas especializadas en las hojas de una planta de berros, lo que provocó que emitiera una luz tenue durante casi cuatro horas.
El químico involucrado, que produjo suficiente luz para leer un libro, es el mismo que el utilizado por las luciérnagas para crear su brillo característico. Para crear sus plantas brillantes, los ingenieros del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) recurrieron a una enzima llamada luciferasa.
La luciferasa actúa sobre una molécula llamada luciferina, que la hace emitir luz. Otra molécula llamada coenzima A ayuda al proceso eliminando un subproducto de la reacción que puede inhibir la actividad de la luciferasa.
El equipo de MIT empaquetó cada uno de estos componentes en un tipo diferente de portador de nanopartículas. Las nanopartículas les ayudan a llegar a la parte correcta de la planta y también les impiden construir concentraciones que podrían ser tóxicas para las plantas.
El resultado fue una planta de berros que funcionaba como una lámpara de escritorio. Los investigadores creen que con ajustes adicionales, la tecnología también podría usarse para proporcionar luces lo suficientemente brillantes como para iluminar un espacio de trabajo o incluso una calle entera, así como también iluminación interior de baja intensidad.
Michael Strano, profesor de ingeniería química en el MIT y autor principal del estudio, dijo: «La visión es hacer una planta que funcione como una lámpara de escritorio, una lámpara que no tiene que enchufar. La luz es en definitiva potenciada por el metabolismo energético de la planta en sí’.
«Nuestro trabajo abre muy seriamente la entrada a las farolas que no son más que árboles tratados, y a la iluminación indirecta alrededor de las casas».
Las luciferasas conforman una clase de enzimas oxidativas que se encuentran en varias especies que les permiten ‘bioluminiscencia’ o emiten luz.
Las luciérnagas son capaces de emitir luz a través de una reacción química en la que luciferina se convierte en oxiluciferina por la enzima luciferasa. Parte de la energía liberada por esta reacción es en forma de luz.
La reacción es altamente eficiente, lo que significa que casi toda la energía puesta en la reacción se convierte rápidamente en luz. La iluminación representa alrededor del 20 por ciento del consumo mundial de energía, por lo que su sustitución por plantas bioluminiscentes naturales representaría un recorte significativo de las emisiones de CO2.
Los primeros esfuerzos de los investigadores al comienzo del proyecto produjeron plantas que podrían brillar durante aproximadamente 45 minutos, y desde entonces han mejorado a 3,5 horas. La luz generada por una plántula de berro de diez centímetros (cuatro pulgadas) actualmente es aproximadamente una milésima de la cantidad necesaria para leer correctamente, pero fue suficiente para iluminar las palabras en una página de Paradise Lost de John Milton.
El equipo del MIT cree que puede aumentar la luz emitida, así como la duración de la luz, al optimizar aún más la concentración y las tasas de liberación de los componentes químicos. Para las versiones futuras de esta tecnología, el equipo espera desarrollar una forma de pintar o pulverizar las nanopartículas en las hojas de las plantas, lo que podría permitir la transformación de árboles y otras plantas grandes en fuentes de luz.
Los investigadores también han demostrado que pueden apagar la luz mediante la adición de nanopartículas que llevan un inhibidor de la luciferasa. Esto podría permitirles eventualmente crear plantas que bloqueen su emisión de luz en respuesta a condiciones ambientales como la luz solar, dicen.
Los hallazgos completos del estudio se publicaron en la revista Nano Letters de la American Chemical Society .
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