Goed nieuws voor mensen die wegdromen bij de film Avatar, waarin lichtgevende bomen en planten de fantasiewereld verlichten: op termijn kun je mogelijk bij het licht van je kamerplanten een boek lezen.
Wetenschappers hebben namelijk lichtgevende vetplanten ontwikkeld. De planten laden overdag op – dankzij zonlicht – en kunnen in het donker ongeveer net zoveel licht geven als een nachtlampje. Dat is te lezen in het blad Matter.
Geïnspireerd door Avatar
“Stel je de wereld van Avatar voor, waar gloeiende planten een heel ecosysteem verlichten,” vertelt onderzoeker Shuting Liu. “Wij wilden dat ook mogelijk maken, met behulp van materialen waar we in het laboratorium reeds mee werken.” En Liu en collega’s dromen daarbij groots: “Stel je gloeiende bomen voor die straatverlichting kunnen vervangen.” Zover zijn de onderzoekers nu nog niet, maar ze hebben wel een belangrijke eerste stap gezet.
Lichtabsorberende deeltjes
Voor het onderzoek werkten de wetenschappers met deeltjes die licht absorberen en het vervolgens langzaam weer vrijgeven – een beetje vergelijkbaar met het materiaal dat je ook in glow-in-the-dark-speelgoed aantreft. De onderzoekers bedachten dat ze deze deeltjes in het blad van planten konden injecteren, waarna deze deeltjes zich – voor een uniforme lichtgevende gloed – door de bladeren moesten zien te verspreiden. Een leuk idee, dat echter wel heel kleine deeltjes vereist. Tegelijkertijd mogen die deeltjes ook weer niet te klein zijn, zo legt onderzoeker Liu uit. Want heel kleine deeltjes – op nanoschaal – bewegen weliswaar makkelijk binnen de plant, maar geven weinig licht. Uiteindelijk kozen de onderzoekers daarom voor de gulden middenweg: deeltjes van 7 micrometer. Ze injecteerden deze vervolgens in verschillende plantensoorten, waaronder vetplanten, paksoi en de drakenklimop.
Vetplanten
Alleen de vetplanten produceerden daarop echter een sterke lichtgloed. Volgens de onderzoekers komt dat doordat de bladeren van vetplanten smalle, uniforme en gelijkmatig verdeelde nerven bevatten, waardoor de lichtabsorberende deeltjes zich goed door de bladeren kunnen verspreiden. Nadat de onderzoekers de vetplanten gedurende enkele minuten aan zonlicht of LED-licht hadden blootgesteld, gloeiden ze tot wel twee uur.
Groen, rood en blauw
Inmiddels is het de onderzoekers gelukt om vetplanten zo in verschillende kleuren – groen, rood en blauw – te laten gloeien. En ze hebben zelfs een plantenwand gemaakt, met daarin 56 gloeiende vetplanten die samen genoeg licht afgaven om nabije voorwerpen te verlichten.
Eerder onderzoek
Het is zeker niet voor het eerst dat onderzoekers planten proberen te laten gloeien. Zo pasten onderzoekers eerder het DNA van planten aan om ze aan het gloeien te krijgen. Het resultaat was echter magertjes: in het gunstigste geval resulteerde het in een zwakke, groenige gloed. Bovendien is het aanpassen van DNA complex en duur. Het nieuwe onderzoek onderscheidt zich duidelijk van die eerdere studies, doordat de nieuwe aanpak juist vrij eenvoudig en goedkoop is. “Per plant hebben we maar ongeveer 10 minuten nodig om deze te behandelen en dat kost – exclusief de arbeidskosten – maar iets meer dan 10 yuan (oftewel 1,20 euro, red.),” vertelt Liu. Daar komt nog bij dat deze aanpak onderzoekers in staat stelt om planten in meerdere kleuren te laten gloeien. De onderzoekers zijn dan ook in hun nopjes met hun werk. “Het is gewoon ongelofelijk dat een volledig door de mens gemaakt materiaal op microschaal zo naadloos op kan gaan in de natuurlijke structuur van een plant,” vindt Liu. “De manier waarop ze één worden, is bijna magisch.”
Duurzaam alternatief
De gloeiende planten zijn misschien niet zo heel geschikt voor ruimtes die fel verlicht moeten worden om er als mens ’s avonds of ’s nachts te kunnen functioneren. Maar de onderzoekers wijzen erop dat er genoeg plaatsen te bedenken zijn waar zwak licht in de avond of nacht voldoende is. Bijvoorbeeld langs een pad, in tuinen of binnenshuis ter decoratie. En in zo’n situatie kunnen gloeiende planten een duurzaam alternatief blijken voor traditionele (energieslurpende) verlichting.
Maar voor we de gloeiende vetplanten als consument kunnen omarmen, is er nog werk aan de winkel, zo erkennen de onderzoekers. Zo neemt de helderheid van de gloed die de vetplanten voortbrengen door de tijd heen wel wat af. Daarnaast is nog onduidelijk of het injecteren van de deeltjes op lange termijn nadelige gevolgen kan hebben voor de planten. De onderzoekers zijn dat nu nog aan het uitzoeken. Ook gaan ze op dit moment na of er naast vetplanten nog andere soorten planten zijn die na injectie van de lichtabsorberende deeltjes aardig wat licht kunnen gaan geven.
