Stworzyli drewno, które świeci w ciemności. Natura kolejny raz zaskakuje
Wyobraź sobie drewno, które nie tylko służy jako materiał budowlany, ale także świeci w ciemności jak świetlik w letnią noc.
Cały pomysł opiera się na wykorzystaniu grzyba zwanego opieńką miodową (Desarmillaria tabescens). Jest on znany z tego, że naturalnie wytwarza światło dzięki bioluminescencji – procesowi chemicznemu, w którym enzymy przekształcają energię chemiczną w światło.
W badaniach opublikowanych w czasopiśmie Advanced Science naukowcy z szwajcarskiego Federalnego Laboratorium Materiałoznawstwa i Technologii opisali, jak połączyli świecący grzyb z drewnem.
Materiał przyszłości
Przyszłe zaawansowane materiały muszą mieć „inteligentne” właściwości funkcjonalne wykraczające poza to, co jest obecnie możliwe, takie jak zdolność do samonaprawy i reagowania na sygnały ze środowiska oraz zmiany stanu skupienia.
Wśród różnych rozwiązań, które mają prowadzić do tego celu, proponowane są hybrydowe systemy z elementami żywymi i nieożywionymi. Jest to np. cement połączony ze specjalnymi bakteriami, które "produkują" wapń. I tym tropem poszli naukowcy z szwajcarskiego Federalnego Laboratorium Materiałoznawstwa i Technologii EMPA.
Więcej o technologii i materiałach przyszłości przeczytasz na Spider's Web:
Splecioną strukturę grzyba i drewna można opisać jako naturalną biohybrydę. Ale to, co natura wydaje się osiągać bez wysiłku, było jak dotąd zbyt trudne dla biotechnologii. Teraz, po raz pierwszy, zespołowi Empa udało się wywołać i kontrolować proces w laboratorium.
Biotechnolog Francis Schwarze wytropił w naturze świecące grzyby, przeanalizował je w laboratorium i rozszyfrował ich kod genetyczny.
Proces tworzenia tego świecącego drewna rozpoczyna się od zaszczepienia drewna balsowego nitkami grzybów bioluminescencyjnych. Proces wymaga dużej wilgotności. Ten rodzaj drewna jest znany z tego, że jest lekki, więc idealnie nadaje się do eksperymentów z grzybami, ponieważ naukowcy chcą dowiedzieć się, jak substancja wpływa na strukturalne składniki drewna.
Świeci jak świetliki
Rezultaty? Po trzech miesiącach w wilgotnym środowisku drewno zaczęło świecić zielonym światłem o długości fali 560 nanometrów – to barwa zbliżona do światła emitowanego przez świetliki. Luminescencja, która trwa około dziesięciu dni, jest napędzana reakcją chemiczną. Po wystawieniu na działanie tlenu enzym lucyferazy aktywuje się i powoduje, że drewno świeci w ciemności.
Co ważne, podczas tej transformacji drewno zachowuje integralność strukturalną. Grzyb degraduje wprawdzie ligninę, związek, który nadaje drewnu sztywność, ale pozostawia celulozę nienaruszoną, zapewniając stabilność i sztywność drewna, dzięki czemu może ono zachować funkcjonalność i odporność.
Naukowcy próbują teraz sprawić, aby świeciło jaśniej i wydłużyć czas świecenia.
Nowe możliwości w projektowaniu
Odkrycie świecącego drewna otwiera zupełnie nowe możliwości w dziedzinie designu i oświetlenia. Wyobraź sobie meble, które same emitują delikatne światło, tworząc przytulną atmosferę w pomieszczeniu. Albo domy, których ściany świecą w nocy, zastępując tradycyjne lampy. Wśród pomysłów są również ławki w miejskich parkach.
To tylko niektóre z potencjalnych zastosowań tej innowacyjnej technologii. Najważniejsze jest jednak to, że cały proces jest przyjazny dla środowiska. Nie wymaga energii elektrycznej ani syntetycznych chemikaliów, które mogłyby zanieczyszczać planetę.
Pisał o tym Arystoteles
Warto też dodać, że świecące drewno nie jest nowym pomysłem. Naturalnie świecące drewno zostało opisane po raz pierwszy około 2400 lat temu przez greckiego filozofa Arystotelesa. Stosowali je już górnicy w XVIII wieku, którzy w zastępstwie pochodni używali świecących drewnianych podpór do oznaczania podziemnych korytarzy. W 1912 r. Hans Molisch, czesko - austriacki botanik odkrył, że światło emitowane w kopalniach pochodziło z pasm grzybni wytwarzanych przez opieńkę miodową.
Chociaż wyniki badań są bardzo obiecujące, naukowcy podkreślają, że przed nimi jeszcze wiele pracy. Muszą znaleźć sposób na przedłużenie czasu świecenia drewna oraz zwiększenie jego intensywności.
Niemniej jednak świecące drewno to niewątpliwie jeden z ciekawszych wynalazków. To dowód na to, że natura wciąż potrafi nas zaskoczyć i dostarczyć inspiracji do tworzenia innowacyjnych rozwiązań.
