Pflanzen haben an sich schon erstaunliche Fähigkeiten. Doch diese können sogar noch erweitert werden -sofern Menschen ihr technisches "Knowhow" darauf verwenden, sie mit kleinsten Partikeln aufzurüsten. Michael Strano ist ein Pionier dieses neuen Forschungsbereichs, der sogenannten Pflanzen-Nanobionik. Der Professor am renommierten Massachusetts Institute of Technology (MIT) in den USA hat mit seinem Forschungsteam schon kuriose Innovationen präsentiert: zum Beispiel Spinat, der Sprengstoff entdecken kann, oder eine Lilie, die mit eingepflanzten Sensoren ihre eigene Wasserversorgung überwacht und bei Trockenheit ein Frühwarnsystem aktiviert. Nicht nur vernachlässigte Zimmerpflanzen könnten davon profitieren, auch Getreide und andere Nutzpflanzen könnten so im großen Maßstab vor Dürre geschützt werden.
"Pflanzen sind sehr attraktiv, um als neue Technologie-Plattform zu fungieren", sagt Strano. Erst unlängst hat er im Fachjournal Nano Letters eine weitere Erfindung vorgestellt: leuchtende Wasserkresse. Die zur Lichtquelle umfunktionierte Pflanze ist zwar noch zu schwach, um als Leselampe zu dienen, und hat daher noch die Anmutung eines Spielzeugs. Doch technische Fortschritte sollen die Leuchtstärke bald deutlich steigern. Dann könnte aus dem Spielzeug eine trendige Beleuchtung für den Arbeitsplatz werden. Und, insgesamt gesehen, eine wichtige Energiesparmaßnahme, denn derzeit werden rund 20 Prozent des weltweiten Energieverbrauchs für Beleuchtungsmittel aufgewendet.
Bäume als Straßenlaternen?
Leuchtende Pflanzen wären Lampen, die keine Steckdose mehr benötigen, wie Studienautor Michael Strano erläutert. "Das Licht wird dann aus dem Energie-Stoffwechsel der Pflanze selbst gespeist." Wie aber funktioniert das genau? Die amerikanischen Forscher ließen sich von den Glühwürmchen inspirieren und schufen Nanopartikel mit jenen Molekülen, die für das charakteristische Leuchten der Würmchen verantwortlich sind: das Licht aussendende Luciferin und zwei Enzyme, die seine Aktivität in Gang setzen bzw. aufrechterhalten. Die Wasserkresse wurde in eine Lösung mit diesen Teilchen getaucht. Mit hohem Druck wurde dafür gesorgt, dass diese anschließend durch die Poren der Blättern aufgenommen wurden. In der Pflanze setzten die Nanopartikel ihre Moleküle frei. Dadurch wurden die chemischen Reaktionen in Gang gesetzt, welche die Pflanzen wie die Leuchtkäfer zum magischen Glühen brachten. Die Forscher zeigten auch, dass sich das Licht chemisch wieder abschalten lässt.
Auch mit Spinat, Kohl und Rucola haben sie solche Experimente durchgeführt. Prinzipiell ist die Technologie für jede Pflanzenart geeignet. Das Team um Strano hofft bereits auf einfachere Methoden, um die Nanopartikel in den Pflanzenblättern zu verankern, etwa durch Malen oder Sprayen. Das würde es ermöglichen, auch große Pflanzen in Lichtquellen zu verwandeln -und Bäume zu Straßenlaternen zu machen.
