{"id":48891,"date":"2018-01-09T07:29:30","date_gmt":"2018-01-09T06:29:30","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=48891"},"modified":"2017-12-28T12:59:44","modified_gmt":"2017-12-28T11:59:44","slug":"pflanzen-als-biologische-lampen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/pflanzen-als-biologische-lampen\/","title":{"rendered":"Pflanzen als biologische Lampen"},"content":{"rendered":"

Pflanzen als Leuchten herzustellen, sei interessant, schreiben die Wissenschaftler in ihrer Ver\u00f6ffentlichung “Eine nanobionische lichtabgebende Pflanze<\/a>” in den Nano Letters. Lebende Pflanzen h\u00e4tten eine unabh\u00e4ngige Energieerzeugung, sie besitzen Speichermechanismen und sind in der Lage, sich selbst zu reparieren. Sie sehen ihre Forschung als M\u00f6glichkeit, die Abh\u00e4ngigkeit der Menschen vom elektrischen Licht zu reduzieren und auf eine “nat\u00fcrliche” biologische Beleuchtung umzusteigen.<\/p>\n

Michael Strano, einer der Wissenschaftler, sagt, die Vision dahinter sei es, “eine Pflanze so umzubauen, dass sie als Schreibtischlampe funktioniert, die man nicht anstecken muss”. Das Licht werde letztlich durch den Metabolismus der Pflanze selbst erzeugt. Das klingt danach, als ob es durch die Maschinisierung der Pflanzen Energie umsonst gebe. Aber auch erneuerbare Energien sind schlie\u00dflich nicht umsonst zu haben, weil man Technik ben\u00f6tigt, um sie zu gewinnen und zu transformieren.<\/p>\n

So sonderlich “nat\u00fcrlich” geht es freilich nicht zu. Die Wissenschaftler ver\u00e4ndern die Pflanze zwar nicht genetisch, sie f\u00fchren einfach Nanopartikel in sie ein, die bestimmte Aufgaben erf\u00fcllen k\u00f6nnen. Die Nanopartikel kommen in eine fl\u00fcssige L\u00f6sung, in die die Pflanzen eingetaucht werden. Setzt man sie unter Druck, \u00f6ffnen sich die Stomata, die Poren an der Unterseite der Bl\u00e4tter, wodurch die Nanopartikel in sie eindringen k\u00f6nnen. Je nach Gr\u00f6\u00dfe der Nanopartikel l\u00e4sst sich beeinflussen, wohin sie in der Pflanze gelangen. So gelangen Nanopartikel in der Gr\u00f6\u00dfe von 10 nm in die Mesophyll- und Stomata-Zellen, w\u00e4hrend sich Nanopartikel ab der Gr\u00f6\u00dfe von 100 nm im extrazellul\u00e4ren Mesophyll der Bl\u00e4tter bleiben.<\/p>\n

Auf diese Weise k\u00f6nnen Pflanzen ganz unterschiedlich als Sensoren oder Maschinen programmiert werden. Die Wissenschaftler haben zuvor Pflanzen als Sensoren gebaut, um Explosivstoffe oder zu trockenen Boden aufzusp\u00fcren. Um die Pflanzen zum Leuchten zu bringen, wurden sie mit vier chemisch interagierenden Nanopartikeln aufgef\u00fcllt. Zentral sind eine Firefly-Luciferase aus dem Leuchtk\u00e4fer (SNP-Luc) und das D-Luciferin. Beide zusammen geben Energie in Form von Licht ab. Dazu wurde noch Coenzym A eingef\u00fchrt, das ein Nebenprodukt der Reaktion zwischen Luciferase und Luciferin abbaut, da es die Aktivit\u00e4t der Luciferase hemmt, und als Halbleiter dienten Phosphor-Nanokristalle zur Verl\u00e4ngerung der Wellenl\u00e4nge. F\u00fcr die kleineren Nanopartikel in der Gr\u00f6\u00dfe von 10 nm verwendeten die Wissenschaftler Siliciumdioxid, um damit die Luciferase zu transportieren, die gr\u00f6\u00dferen Partikel bestehen aus PLGA-Polymeren und Chitosan.<\/p>\n

Die mit den Nanopartikeln behandelte Wasserkresse ist allerdings alles andere als eine Lampe. Das Licht, das von ihr ausgeht, ist ein schwaches Leuchten, gerade einmal halb so viel, wie eine LED-Leuchte mit 1 Mikrowatt erzeugen w\u00fcrde. Es werden 1.44 \u00d7 1012 Photonen pro Sekunde abgegeben. Das sei aber viel besser als Versuche mit genver\u00e4nderten Tabakpflanzen, zudem k\u00f6nne die Methode im Prinzip bei allen Pflanzen angewendet werden. So haben die Wissenschaftler auch Spinat oder Kohl zum Leuchten gebracht. Die Wasserkresse leuchtete schlie\u00dflich 3,5 Stunden lang. Mit der Zuf\u00fchrung eines Luciferase-Inhibitors konnte das Leuchten “abgeschalten” werden.<\/p>\n

Die Wissenschaftler gehen optimistisch davon aus, dass sich die Lichtst\u00e4rke erh\u00f6hen l\u00e4sst. Ein erster Schritt sei auf dem Weg gelungen, einen S\u00e4mling oder auch eine ausgewachsene Pflanze so zu behandeln, dass sie ihr ganzes Leben lang leuchten k\u00f6nnen. Gedacht wird etwa an B\u00e4ume, die als Stra\u00dfenlampen fungieren. Sie k\u00f6nnten, wenn es dunkel wird, zu leuchten beginnen und aufh\u00f6ren, wenn es hell wird.<\/p>\n

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