VINACHEM

Hãy tưởng tượng là buổi tối bạn có thể đọc sách dưới ánh sáng của một cây cảnh đặt trên bàn làm việc mà không cần bật đèn.

Các kỹ sư Viện Công nghệ Massachusetts (MIT, Mỹ) đã thực hiện bước đi đầu tiên hướng tới viễn cảnh nói trên. Bằng cách gắn các hạt nano đặc biệt vào lá cây cải xoong, họ đã làm cho cây phát ánh sáng mờ mờ trong gần 4 giờ. Họ tin rằng khi được cải thiện tiếp, một ngày nào đó những cây như vậy sẽ đủ sáng để chiếu sáng bàn làm việc.

Kỹ thuật phỏng sinh học nano

Các nhà nghiên cứu tại MIT là những người đi tiên phong trong kỹ thuật phỏng sinh học nano với mục đích tạo cho cây trồng những đặc điểm mới bằng cách gắn các hạt nano vào bên trong chúng.

Để tạo ra cây trồng phát sáng, các nhà nghiên cứu đã sử dụng enzym luciferase - đây là loại enzym giúp cho đom đóm phát sáng. Enzym luciferase tác động vào hợp chất luciferin, khiến cho nó phát ra ánh sáng. Một hợp chất khác là coenzym A sẽ hỗ trợ quá trình này bằng cách loại bỏ các sản phẩm phụ có thể ức chế hoạt tính của luciferase.

Nhóm nghiên cứu MIT sử dụng các loại hạt nano khác nhau làm chất mang luciferase, luciferin và coenzym A. Để đưa những hạt nano này vào lá cây, trước tiên họ tạo ra huyền phù cho các hạt. Cây được nhúng vào huyền phù, sau đó được cho chịu tác động của áp suất cao, nhờ đó các hạt nano sẽ đi vào lá cây qua các lỗ chân lông nhỏ.

Các hạt nano mang luciferin và coenzym A được lựa chọn sao cho chúng sẽ tụ tập ở khoảng trống giữa các tế bào của lớp bên trong lá cây, trong khi đó các hạt nano mang luciferase sẽ đi vào các tế bào. Sau đó, luciferin sẽ được giải phóng dần từ hạt nano và đi vào tế bào của cây, tại đó luciferase sẽ thực hiện phản ứng hóa học khiến cho luciferin phát sáng.

Trong giai đoạn đầu của dự án, các nhà khoa học chỉ có thể làm cho cây phát sáng được khoảng 45 phút. Từ đó đến nay họ đã tăng thời gian này lên 3,5 giờ. Tuy ánh sáng do cây cải xoong phát ra hiện tại chỉ mới bằng 1/1000 ánh sáng cần thiết để có thể đọc sách, nhưng các nhà khoa học tin rằng họ có thể tăng cường độ ánh sáng cũng như thời gian phát sáng bằng cách tối ưu hàm lượng và tốc độ giải phóng các thành phần tương ứng.

Phương pháp do các nhà khoa học MIT phát triển có thể được áp dụng cho hầu hết tất cả các loại cây. Cho đến nay, ngoài cải xoong họ đã biểu thị phương pháp này ở cải tàu bay, cải xoăn, rau bi-na.

Trong tương lai, các nhà khoa học hy vọng sẽ phát triển phương pháp sơn hoặc phun các hạt nano lên lá cây để biến đổi cây thành những nguồn ánh sáng, ví dụ có thể dùng để chiếu sáng đường phố khi trời tối, nhờ đó giúp giảm tiêu thụ điện và góp phần bảo vệ môi trường.

LH

Theo ScienceDaily, 12/2017