¿‘Avatar’ en la vida real? Pronto, solo necesitarás estas plantas para iluminar tu lectura

 Seon-Yeong Kwak
MIT

¿Lees en la noche? con seguridad te parecerá simpática —o al menos interesante— la idea de suplantar tu lámpara por una planta viva luminosa para acompañar tu lectura. Los ingenieros del MIT han creado, gracias a la nanotecnología, plantas tan luminosas que hacen recordar a la vegetación ficticia de la multipremiada película Avatar, de James Cameron.  Incrustando nanopartículas especiales en las hojas del berro (Nasturtium officinale), consiguieron que la planta provea a su alrededor de una luz tenue que duró casi 4 horas. El equipo cree que optimizando el método, estas plantas podrán ser lo suficientemente poderosas para iluminar un espacio de trabajo. La investigación fue publicada en Nano Letters, y una nota de prensa al respecto fue publicada en el portal MIT News.

Para los expertos en ingeniería química del MIT, el objetivo es que la planta se convierta en una suerte de lámpara que no se tenga que enchufar, impulsada por la energía del metabolismo de la planta misma. La técnica serviría también para brindar luz dentro de casa de baja intensidad, o convertir árboles en luces de pista autosuficientes.

Plantas nanobiónicas

La nanobiónica de las plantas es una nueva área de investigación que el equipo autor de este estudio impulsa para hallar nuevas características en las plantas añadiéndoles distintos tipos de nanopartículas. El objetivo del grupo es crear nuevas plantas para reemplazar muchas funciones hoy dominadas por los aparatos eléctricos.

Antes se desarrolló plantas capaces de detectar explosivos y comunicar esta información a un smartphone y plantas que pueden monitorear condiciones de sequía. La luz, siendo consumidora del 20% de la energía mundial, es un paso siguiente bastante lógico. Las plantas pueden autorrepararse, tienen su propia energía y ya están equipadas para ambientes externos. El equipo cree que es un problema perfecto para la nanobiónica.

La clave está en la luciferasa

Para crear sus plantas luminosas, el equipo del MIT apuntó a la luciferasa, la encima que hace que las luciérnagas brillen. La luciferasa actúa en la molécula luciferina, causando la emisión de luz. Otra molécula llamada co-enzima A ayuda al proceso eliminando una reacción colateral que puede inhibir la reacción de la luciferasa. El equipo empacó estos tres componentes en nanopartículas portadoras y los transportó a la parte correcta de la planta. Las nanopartículas previenen que los componentes lleven altas concentraciones que podrían ser potencialmente tóxicas para la planta.

Se usaron nanopartículas de sílice de 10 nanómetros de diámetro para llevar luciferasa, y usaron nanopartículas ligeramente más grandes (polímeros PLGA y quitosan) para llevar luciferina y co-enzima A, respectivamente. Para insertar las partículas en hojas de plantas, los investigadores primero suspendieron las partículas en una solución. Las plantas fueron sumergidas en la solución y luego expuestas a alta presión, permitiendo a las partículas ingresar en las hojas a través de menudos poros llamados estomas.

Las partículas que liberan luciferina y la co-enzima A fueron diseñadas para acumularse en el espacio extracelular del mesófilo, una capa interna de la hoja, mientras que las partículas más pequeñas llevando luciferasa ingresaron a las células que conforman el mesófilo. Las partículas PLGA gradualmente liberaron la luciferina, lo que ingresó a las células de las plantas, donde la luciferasa provocó la reacción química que hizo que la luciferina brille.

Al inicio del proyecto, el equipo pudo hacer brillar plantas hasta 45 minutos. Hoy pueden lograr la iluminación por un periodo de 3.5 horas. La luz de un berro de 10 centímetros es un milésimo de lo que se necesita para leer, aunque los científicos creen que pueden mejorar el rendimiento y prolongar la duración de la luz, optimizando medidas en la concentración e índices de liberación de componentes.

El mismo método ha probado funcionar con otras plantas como la col y la espinaca. Una idea hacia el futuro, refieren los autores, es desarrollar un tipo de aerosol especial que convierta árboles y plantas en fuentes de luz.

 

Daniel Meza
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