通常，人类广泛运用电灯为室内外照明提供光源。麻省理工学院（MIT）的研究团队正在探索一种全新的发光方式，以植物作为光源。
MIT团队研发出一种独特的发光植物，他们巧妙地在植物的叶片中注入了神秘的纳米粒子。经过LED短暂充电仅10秒后，这些植物便能发出明亮的光线，并且这一过程能够反复进行。
相关研究论文以《将活植物叶肉升级为光子电容器》为题，在Science Advance期刊上发表。据研究结果显示，这些植物的亮度相较于团队在2017年研发的“第一代发光植物”提升了10倍。
这项研究开创了将活植物转化为光子基质的新方法，有望应用于反射装置、信号传输以及增强植物照明等领域。这一发现也为科学家提供了新的思路和机会，可以重新思考和设计传统上由塑料和电路板制造并最终作为废物处理的设备。
海绵状叶肉是具有高表面积的薄壁细胞构成，支持气体和液体通过叶子表面的气孔进行交换。MIT团队通过研究活植物的叶肉，探索其作为生物相容性底物在光子应用中的潜力。
团队提出了一个科学问题：植物海绵叶肉本身是否可以作为一个光子底物，以促进基于植物的光子学和光发射的发展？目前，关于纳米颗粒（NP）沉积后的生物相容性、颗粒粘附以及叶肉的水力功能等问题仍需进一步研究。
研究人员进行了实验，探索纳米颗粒（NPs）如何渗透到叶肉中，改变其吸收、储存和重新发射光的能力。通过这种方法，产生的光子电容可以增强植物叶肉区域的功能性光学特性，实现完全生物相容性和特定定位的活植物应用。
多年来，该团队一直致力于植物纳米仿生学领域的研究，通过将不同类型的纳米粒子嵌入植物中，赋予植物新的特性和功能。
考虑到光源的稳定性对于可持续应用至关重要，斯特拉诺及其团队在研究过程中致力于延长光的照明时间并增强其亮度。为此，他们提出了使用“电容器”的概念来储存和释放光能。
电容器作为电路的一部分，能够储存电能并在需要时释放。在发光植物的研究中，研究人员提出使用光电容器以光子的形式储存光能，并在需要时逐渐释放。
研究人员还利用了一种名为“磷光体”的材料，这种材料能够吸收并逐渐释放可见光或紫外光。他们还使用“铝酸锶”化合物形成纳米颗粒作为磷光体。在嵌入植物前，这些颗粒表面会涂上一层二氧化硅“保护层”，以保护植物不受损害。
据研究人员表示，这项新研究的成果是使活植物的叶肉能够展示光子粒子，而不会对植物或其照明特性造成损害。在蓝光LED照射仅10秒后，这些植物可以持续发光约1小时，且前5分钟的光线最为明亮。
早在2019年，这项研究曾在“史密森尼设计学院的实验展览”中展示，结果表明这些植物连续充电能力可维持至少2周。研究人员还指出，他们已经开发出使用大透镜（如菲涅耳透镜）将光线传输至超过1米距离的技术。
团队当前的研究重点是将磷光电容器颗粒与他们在2017年研究中使用的荧光素酶纳米颗粒相结合。希望这两种技术的结合能够生产出在更长时间内发出更亮光线的植物。