Imagina que en vez de encender una lámpara cuando oscurece, pudieses leer exclusivamente con la luz de una planta brillante. Esto es lo que ha logrado un equipo de ingenieros del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT): dar el primer paso para hacer realidad esta visión.
Para crear estas plantas que brillan en la oscuridad, como si nos sumergiéramos en el universo de Avatar de James Cameron, los científicos incorporaron nanopartículas especializadas en las hojas de una planta de berros, induciendo a las plantas a emitir luz tenue durante casi cuatro horas.
Los expertos creen que, con una mayor optimización, dichas plantas algún día serán lo suficientemente brillantes como para iluminar un espacio de trabajo.
“La idea es hacer una planta que funcione como una lámpara de escritorio, una lámpara que no se tenga que enchufar. La luz es impulsada finalmente por el metabolismo energético de la planta”, comenta Michael Strano líder del estudio que publica la revista Nano Letters.
Esta tecnología también podría usarse para proporcionar iluminación interior de baja intensidad, o para transformar árboles en farolas autónomas, exponen los autores.
Plantas nanobiónicas
Lo que hacen es proporcionar a las plantas características novedosas introduciéndoles diferentes tipos de nanopartículas. El objetivo del equipo es diseñar plantas para que se encarguen de muchas de las funciones que ahora realizan los dispositivos eléctricos.
La iluminación, que representa aproximadamente el 20% del consumo mundial de energía, parece ser la próxima meta lógica. “Las plantas pueden autorrepararse, tienen su propia energía y ya están adaptadas al entorno exterior, Creemos que esta es una idea a la que le ha llegado el momento. Es un problema perfecto para la nanobiónica de plantas”, dice Strano.
¿Cómo lo han conseguido?
Para crear las plantas brillantes, el equipo del MIT recurrió a la luciferasa, la enzima que otorga el brillo a las preciosas luciérnagas. La luciferasa actúa sobre una molécula llamada luciferina, que le permite 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 tres componentes en un tipo diferente de portador de nanopartículas(clasificadas por la FDA como “generalmente consideradas como seguras”), que ayudan a que cada componente llegue a la parte correcta de la planta. También evitan que los componentes alcancen concentraciones que pudieran ser tóxicos para las plantas.
Los investigadores usaron nanopartículas de sílice de unos 10 nanómetros de diámetro para transportar luciferasa, y usaron partículas ligeramente mayores de los polímeros PLGA y quitosan para transportar luciferina y la coenzima A, respectivamente.
Para obtener las partículas en las hojas de las plantas, primero suspendieron las partículas en una solución. Las plantas se sumergieron en dicha solución y luego se expusieron a alta presión, permitiendo que las partículas ingresaran a las hojas a través de pequeños porosllamados estomas.
Los primeros experimentos produjeron plantas que brillaban durante aproximadamente 45 minutos, y desde entonces han mejorado hasta 3,5 horas. La luz generada por una planta de berro (Nasturtium officinale) de 10 centímetros es actualmente alrededor de una milésima de la cantidad necesaria para leer, pero los investigadores creen que pueden aumentar la luz emitida, así como la duración de la luz, al optimizar aún más la concentración y liberación de los componentes.
Para las versiones futuras de esta tecnología, los investigadores esperan 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.
