Un team di ricercatori della dell'Università di Guangzhou ha sviluppato una tecnica per trasformare le succulente in fonti di luce naturale, creando le prime piante da appartamento luminescenti multicolore al mondo. Pubblicata sulla rivista Matter, questa scoperta utilizza nanoparticelle fosforescenti iniettate nelle foglie per far brillare le piante in tonalità di verde, rosso, blu e viola-blu, con un bagliore che dura fino a due ore dopo una breve esposizione alla luce solare o a LED.

Il cuore di questa innovazione è un composto fosforescente simile a quello utilizzato nei giocattoli che si illuminano al buio. A differenza di metodi usati in precedenza, che si basavano su complesse modifiche genetiche o su enzimi derivati da lucciole, il composto viene iniettato direttamente nelle foglie delle succulente, come quelle del genere Echeveria. Le nanoparticelle, costituite principalmente da alluminato di stronzio combinato con altri metalli, assorbono luce ultravioletta o visibile e la rilasciano gradualmente sotto forma di luminescenza. La ricercatrice Shuting Liu, prima autrice dello studio, spiega che la sfida principale è stata trovare la dimensione ottimale delle particelle: quelle più piccole (nanometriche) si diffondono facilmente ma emettono una luce fioca, mentre quelle più grandi brillano intensamente ma si muovono meno all'interno dei tessuti vegetali. Dopo numerosi test il team ha identificato una dimensione di circa 7 micrometri - paragonabile a quella di un globulo rosso - come ideale per un bagliore uniforme e visibile.

Le succulente si sono rivelate le candidate perfette per questa tecnologia grazie alle loro foglie carnose, che permettono una diffusione rapida e uniforme delle particelle attraverso il mesofillo, lo strato spugnoso all'interno delle foglie. In appena 10 minuti, le particelle si distribuiscono, consentendo alle foglie di brillare abbastanza intensamente da illuminare oggetti vicini, come un libro o un piccolo spazio. A differenza di altre piante a foglia sottile, le succulente offrono una struttura robusta che supporta meglio il processo. I ricercatori hanno anche modificato i fosfori per ottenere una gamma di colori, ampliando le possibilità decorative, dal verde brillante al rosso intenso fino al bianco.

I ricercatori spiegano che l'illuminazione rappresenta circa il 20% del consumo energetico globale, rendendo soluzioni come queste si presentano come attraenti in un'epoca di crescente attenzione alla sostenibilità. Le succulente luminescenti richiedono solo pochi minuti di esposizione alla luce per caricarsi e non necessitano di energia elettrica, riducendo così l'impronta di carbonio. Il costo di preparazione è sorprendentemente basso: secondo Liu ogni pianta richiede circa 10 minuti di lavorazione e un costo di poco superiore a 1 euro, esclusa la manodopera. Ciò rende la tecnologia accessibile per un'ampia gamma di applicazioni, dall'illuminazione decorativa per interni a quella funzionale per giardini o sentieri. I ricercatori immaginano scenari in cui giardini botanici o spazi pubblici potrebbero essere arricchiti da piante luminescenti, senza l'uso di lampade tradizionali.

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La ricerca sulle piante luminescenti non è nuova. Nel 2017, un team del MIT guidato da Michael Strano ha utilizzato nanoparticelle contenenti luciferasi e luciferina - gli enzimi responsabili del bagliore delle lucciole - per far brillare piante come crescione e basilico, ma il bagliore durava solo 45 minuti ed era troppo debole per usi pratici. Un miglioramento nel 2021 ha esteso la durata a un'ora, ma il processo richiedeva ancora un'immersione ad alta pressione in una soluzione di nanoparticelle, un metodo più complesso rispetto all'iniezione diretta usata dai ricercatori cinesi. Nel 2020 un altro approccio ha visto l'inserimento di geni di funghi bioluminescenti (Neonothopanus nambi) nel DNA di piante di tabacco, creando un bagliore verde visibile per tutto il ciclo di vita della pianta, ma con una luminosità limitata e un processo geneticamente complesso.

A differenza di questi metodi, la tecnica delle nanoparticelle fosforescenti non richiede modifiche genetiche, eliminando ostacoli normativi e preoccupazioni legate all'ingegneria genetica. Inoltre è più economica e scalabile, poiché non dipende da costose biotecnologie o da sostanze chimiche come la luciferina, che devono essere riapplicate regolarmente. Mentre i fosfori di alluminato di stronzio sono considerati biocompatibili, i ricercatori sottolineano la necessità di ulteriori studi sugli effetti a lungo termine sulle piante, come la potenziale riduzione della fotosintesi o danni ai tessuti. Nei primi 10 giorni di osservazione le succulente trattate non hanno mostrato segni di deterioramento come ingiallimento o perdita di clorofilla; il team sta pianificando test più lunghi per garantire la sicurezza.

Allo stato attuale della ricerca, il bagliore dura un massimo di due ore e - spiegano ancora i ricercatori - deve essere estesa per applicazioni pratiche come l'illuminazione di spazi pubblici. La necessità di ricaricare le piante con luce solare o LED potrebbe limitarne l'uso in ambienti con scarsa illuminazione. Gli studiosi stanno esplorando modi per combinare i fosfori con altri approcci come le nanoparticelle di luciferasi per aumentare la luminosità e la durata, come suggerito dal lavoro del MIT.

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La ricerca ha attirato anche delle critiche. Gruppi ambientalisti come Friends of the Earth sottolineano i rischi potenziali delle nanoparticelle: potrebbero avere impatti imprevisti sull'ambiente o sulla salute umana se rilasciate nell'ecosistema. Studi del Centers for Environmental Implications of Nanotechnology (CEINT) indicano che materiali come la nanosilice, usata in esperimenti simili, sono sicuri all'interno delle piante ma possono essere pericolosi se inalati in forma aerea.

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