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Sie haben dieses Holz biolumineszent gemacht: ein neuer Ansatz für Beleuchtung? 💡
Veröffentlicht von Cédric, Autor des Artikels: Cédric DEPOND Quelle:Advanced Science Andere Sprachen: FR, EN, ES, PT
Alles beginnt mit einem Pilz, dem ringlosen Honigpilz (Desarmillaria tabescens), einem Parasiten, der bekannt für seine leuchtenden Eigenschaften ist. In Kombination mit Balsaholz entsteht ein faszinierendes Material: stabil und zugleich in der Lage, intensiv zu leuchten. Dieses Biohybrid bietet neue Perspektiven für nachhaltige Beleuchtungsanwendungen.
Um dieses leuchtende Holz herzustellen, tauchten die Forscher den Pilz und das Balsaholz drei Monate lang in eine extrem feuchte Umgebung. Diese Inkubation ermöglichte es dem Holz, bis zu das Achtfache seines Gewichts an Wasser aufzunehmen, was eine notwendige Voraussetzung für den Prozess darstellt.
Der Schlüssel zur Lumineszenz ist die Luciferase, ein Enzym, das in Gegenwart von Sauerstoff eine chemische Reaktion auslöst, welche grünes Licht emittiert. Es handelt sich um dasselbe Enzym, das auch von Glühwürmchen produziert wird. Das Ergebnis: ein anhaltendes Leuchten über zehn Tage hinweg, wie in der Zeitschrift Advanced Science detailliert beschrieben.
Trotz der Zersetzung der Ligninstruktur durch den Pilz bleibt die Zellulose des Holzes unversehrt. Diese Eigenschaft gewährleistet die mechanische Stabilität des Materials und ermöglicht eine Vielzahl von Anwendungen. Tiefgehende Untersuchungen, insbesondere mittels Spektroskopie, bestätigen die Integrität dieser biohybriden Struktur.
Die Wissenschaftler möchten die Leuchtkraft intensivieren und die Dauer des Leuchtens verlängern. Sollten diese Ziele erreicht werden, könnte dieses biolumineszente Holz herkömmliche Lichtquellen teilweise ersetzen und somit eine umweltfreundliche und wirtschaftliche Lösung bieten.
a) Unter Vakuum imprägnierter Block aus Balsaholz, beim Wasserabsorbieren autoklaviert. b) Wachstum von [i]D. tabescens in einem wässrigen Medium mit 3 % mikrovernetzter Zellulose (MFC).
c) Unterwasserbesiedlung des Balsaholzes durch Rhizomorphe und Myzel von D. tabescens.
d) Nach 1 bis 4 Monaten Inkubation gereinigte und an der Luft exponierte Holzstücke, die beim Trocknen ihre Biolumineszenz verstärken.
e) Vergleich der Biolumineszenz zwischen behandeltem Holz, unbehandelten Kontrollproben und nicht lignifizierten Materialien (Würfel oder PETG-Schalen). Die stärkste Biolumineszenz wurde im behandelten Holz beobachtet.[/i]
Im Gegensatz zu anderen Studien über biolumineszente Pflanzen erweitert hier das "tote" Holz die Anwendungsbereiche. Leuchtende Möbel oder Wände könnten Architektur und Design revolutionieren und dabei den Energieverbrauch reduzieren.
Was ist Biolumineszenz?
Biolumineszenz beschreibt die Fähigkeit bestimmter lebender Organismen, durch spezifische chemische Reaktionen Licht zu erzeugen. Dieses natürliche Phänomen findet sich bei verschiedenen Spezies, beispielsweise Glühwürmchen, Quallen oder bestimmten Pilzen.
Im Zentrum dieses Prozesses steht ein Enzym namens Luciferase, das die Umwandlung eines Moleküls, der Luciferin, katalysiert, wodurch Licht emittiert wird. Diese Reaktion erfordert Sauerstoff und produziert kaltes Licht, also Licht ohne Wärmeabgabe.
In der Natur erfüllt die Biolumineszenz diverse Funktionen: Sie dient zur Anlockung von Beute, zur Kommunikation oder zur Abschreckung von Fressfeinden. Im Labor reproduziert, bietet sie vielversprechende Anwendungen, wie nachhaltige Beleuchtung oder medizinisches Monitoring.
Durch die Kombination von Wissenschaft und Natur versuchen Forscher, dieses Phänomen zu nutzen, um innovative Materialien zu entwickeln und unseren Energieverbrauch zu reduzieren.