🌟 Diese Pflanzen leuchten wie in Avatar

Die Natur ist voll von biolumineszenten Organismen, wie bestimmte Pilze, die ein grünes Leuchten ausstrahlen, oder bläuliches Plankton, aber bald könnten auch Zimmerpflanzen diesem erleuchteten Club beitreten. Ein Forscherteam hat eine innovative Methode entwickelt, um Pflanzen die Fähigkeit zu verleihen, im Dunkeln zu leuchten, ohne auf komplexe genetische Modifikationen zurückzugreifen.

Diese Wissenschaftler verwendeten Phosphorpartikel, ähnlich denen in Leuchtspielzeug, die sie in Pflanzen injizierten. Diese Verbindungen absorbieren das Umgebungslicht, wie Sonnenlicht oder LED-Lampen, und geben es dann über einen Zeitraum von bis zu zwei Stunden allmählich wieder ab. Der Schlüssel zum Erfolg liegt in der optimalen Partikelgröße von etwa 7 Mikrometern, die eine effiziente Verteilung im Blattgewebe ermöglicht.


Unter den getesteten Arten zeigten nur Sukkulenten eine intensive Lumineszenz, dank ihrer engen und gleichmäßigen Blattkanäle, die die Verteilung der Partikel erleichtern. Entgegen den anfänglichen Erwartungen erwiesen sich diese Pflanzen mit dichter Struktur als leistungsfähiger als solche mit luftigen Geweben. Das Team erzeugte eine Vielzahl von Farben, von Grün über Rot bis Blau, was die Vielseitigkeit des Ansatzes demonstriert.

Eine Wand aus 56 modifizierten Sukkulenten wurde gebaut, die genug Licht erzeugte, um nahe Objekte zu beleuchten und Lesen zu ermöglichen. Jede Pflanze kostet etwa 1,40 Dollar in der Herstellung, ohne Arbeitskräfte, was die Technik zugänglich und kostengünstig macht. Obwohl die Helligkeit mit der Zeit abnimmt, eröffnet diese Innovation Wege für Anwendungen in der Beleuchtung.

Die Forscher untersuchen nun, wie diese Methode auf andere Pflanzentypen ausgeweitet werden kann, und studieren die langfristigen Auswirkungen auf die Pflanzengesundheit.

Natürliche Biolumineszenz

Biolumineszenz ist ein Phänomen, bei dem lebende Organismen durch interne chemische Reaktionen Licht erzeugen. Es ist häufig bei bestimmten Meeresarten, wie Quallen oder Plankton, sowie bei Insekten wie Glühwürmchen.

Dieser Prozess beinhaltet typischerweise ein Enzym namens Luciferase, das auf ein Molekül namens Luciferin wirkt und Energie in Form von Photonen freisetzt. Im Gegensatz zur Fluoreszenz, die eine externe Lichtquelle benötigt, ist Biolumineszenz autonom und kann in völliger Dunkelheit auftreten.

In der Natur dient sie verschiedenen Zwecken, wie Kommunikation, Anlocken von Beute oder Abwehr von Raubtieren. Natürlich biolumineszierende Pflanzen sind selten, aber einige, wie Pilze, nutzen diesen Mechanismus, um ihre Sporen zu verbreiten oder Insekten anzulocken.

Das Verständnis dieser biologischen Prozesse hilft Wissenschaftlern, innovative Anwendungen zu entwickeln, wie künstliche leuchtende Pflanzen, ohne die Organismen genetisch zu verändern.

Phosphoreszierende Materialien

Phosphoreszierende Materialien sind Verbindungen, die in der Lage sind, Lichtenergie zu absorbieren und über einen längeren Zeitraum allmählich wieder abzugeben. Sie werden häufig in Alltagsgegenständen verwendet, wie Zifferblättern von Uhren oder Leuchtspielzeug.

Diese Materialien funktionieren durch Verunreinigungen oder Defekte in ihrer Kristallstruktur, die durch Licht angeregte Elektronen einfangen. Wenn diese Elektronen in ihren Grundzustand zurückkehren, setzen sie Energie in Form von Photonen frei und erzeugen ein anhaltendes Leuchten.

Im Gegensatz zu fluoreszierenden Materialien, die Licht unmittelbar nach der Anregung emittieren, haben phosphoreszierende Materialien eine längere Emissionsdauer, die von einigen Minuten bis zu mehreren Stunden reicht. Diese Eigenschaft macht sie ideal für Anwendungen, die eine anhaltende Beleuchtung ohne konstante Energiequelle erfordern.

Im Bereich der Pflanzen bietet die Verwendung von phosphoreszierenden Partikeln eine einfache und kostengünstige Alternative zu genetischen Methoden, die eine direkte Integration ohne Veränderung der Pflanzen-DNA ermöglicht.