Los ingenieros del MIT han dado un primer paso fundamental para hacer realidad la visión de tener una planta brillante alumbrando su escritorio en vez de tener una luz encendida. Al incorporar nanopartículas especializadas en las hojas de una planta de berros, indujeron a las plantas a emitir luz tenue durante casi cuatro horas. Creen que, con una mayor optimización, dichas plantas algún día serán lo suficientemente brillantes como para iluminar un espacio de trabajo.

Esta tecnología también podría usarse para proporcionar iluminación interior de baja intensidad, o para transformar árboles en farolas autónomas, dicen los investigadores. Según informa al MIT News Michael Strano, quien es profesor de Ingeniería Química en el MIT y autor principal del estudio “la visión es hacer una planta que funcione como una lámpara de escritorio, una lámpara que no tenga que enchufar. Que la luz sea emitida e impulsada finalmente por el metabolismo energético de la planta en sí”.

plantas que emiten luz
Las plantas de berro fueron las elegidas para este tratamiento con nanopartículas. Cortesía: Youtube/MIT

Para crear sus plantas brillantes, el equipo del MIT recurrió a la luciferasa, la enzima que les da brillo a las luciérnagas. La luciferasa actúa sobre una molécula llamada luciferina, que la hace emitir luz. Otra molécula llamada coenzima A ayuda al proceso eliminando un subproducto de la reacción que puede inhibir la actividad de la luciferasa.


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Pero ¿qué son las plantas Nanobiónicas y cuál es su objetivo?

Plant Nanobionics, es una nueva área de investigación promovida por el laboratorio de Strano, que tiene como objetivo proporcionar a las plantas características novedosas incrustándolas con diferentes tipos de nanopartículas. El objetivo del grupo es diseñar plantas para que se encarguen de muchas de las funciones que ahora realizan los dispositivos eléctricos. Los investigadores han diseñado previamente plantas que pueden detectar explosivos y comunicar esa información a un teléfono inteligente, así como a plantas que pueden monitorear condiciones de sequía.

La iluminación, que representa aproximadamente el 20 por ciento del consumo mundial de energía, fue el campo en donde este equipo decidió aplicar esta novedosa tecnología. “Las plantas pueden autorrepararse, tienen su propia energía y ya están adaptadas al entorno exterior”, dice Strano. “Creemos que esta es una idea cuyo momento ha llegado. Es un problema perfecto para la nanobiónica de plantas” continúa.

nanoparticulas en plantas
Momento en el cual la planta es sometida a la solución rica en nanopartículas. Cortesía: Youtube/MIT

Los primeros esfuerzos de los investigadores al comienzo del proyecto produjeron plantas que podrían brillar durante aproximadamente 45 minutos, y desde entonces han mejorado a 3,5 horas. La luz generada por una plántula de berro 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 tasas de los componentes.


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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 hacer posible la transformación de árboles y otras plantas grandes en fuentes de luz.

Pero como actúa la luciferasa en este novedoso proyecto energético

El equipo del MIT empaquetó cada uno de los componentes (luciferasa, luciferina y la coenzima A) en un tipo diferente de portador de nanopartículas. Las nanopartículas, que están hechas de materiales que la Administración de Alimentos y Medicamentos de los EE.UU clasifica como “generalmente considerados seguros”, ayudan a que cada componente llegue a la parte correcta de la planta. También evitan que los componentes alcancen concentraciones que podrían ser tóxicas para las plantas.

Estas plantas inducidas con luciferasa prometen causar una evolución en la forma de emisión de energía necesaria para nuestras actividades diarias

Los investigadores usaron nanopartículas de sílice de unos 10 nanómetros de diámetro para portar luciferasa, y usaron partículas un poco más grandes de polímeros PLGA y quitosano para transportar luciferina y la coenzima A, respectivamente. Para obtener las partículas en las hojas de las plantas, los investigadores primero suspendieron las partículas en una solución. Las plantas se sumergieron en la solución y luego se expusieron a alta presión, permitiendo que las partículas ingresaran a las hojas a través de pequeños poros llamados estomas.


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Las partículas que liberan luciferina y la coenzima A se diseñaron para acumularse en el espacio extracelular del mesófilo, una capa interna de la hoja, mientras que las partículas más pequeñas que llevan luciferasa ingresan a las células que forman el mesófilo. Las partículas de PLGA liberan gradualmente luciferina, que luego ingresa en las células de la planta, donde la luciferasa realiza la reacción química que hace a la luciferina brillar.

Los miembros de este equipo de ingenieros también han demostrado que pueden apagar la luz mediante la adición de nanopartículas que llevan un inhibidor de la luciferasa. Esto podría permitirles eventualmente crear plantas que bloqueen su emisión de luz en respuesta a condiciones ambientales como la luz solar, dicen los investigadores. La investigación financiada por el departamento de Energía de Estados Unidos tiene como objetivo final lograr que se reduzca la dependencia del sistema energético mundial que tantos costes monetarios y principalmente sobre el ambiente ha provocado la producción de luz eléctrica para satisfacer la creciente demanda mundial.

Científicos crean plantas que emiten Luz
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