Có lẽ bạn đã từng đi qua một hành lang tối tăm vào ban đêm, loay hoay tìm công tắc đèn và nghĩ: Phải có cách nào đó tốt hơn chứ. Giờ hãy tưởng tượng một chậu dương xỉ trong góc phòng đang tỏa sáng nhẹ nhàng—không bóng đèn, không dây điện—chỉ có ánh sáng tự nhiên dịu nhẹ tỏa ra từ lá cây.
Nghe có vẻ như phép thuật. Nhưng đây thực sự là một bước đột phá. Các nhà khoa học hiện đã tạo ra được những cây sống phát sáng bằng công nghệ sinh học tiên tiến.
Những hàm ý này vượt xa sự mới lạ. Điều này có thể định hình lại cách chúng ta nghĩ về năng lượng, tính bền vững và vai trò của thực vật trong cuộc sống hàng ngày.
Cây phát sáng như thế nào?
Đây không phải là que phát sáng thời thơ ấu của bạn hay đèn LED trong lọ hoa. Ánh sáng đến từ bên trong cây—được kích hoạt bởi các quá trình sinh học.
Một dự án lớn của MIT đã thành công trong việc đưa các phân tử phát quang sinh học vào tế bào của các loài thực vật phổ biến như cải arugula và cải xoong. Các phân tử này chính là những phân tử giúp đom đóm phát sáng. Sử dụng công nghệ nano, các nhà khoa học đã nhúng enzyme và luciferin (một phân tử phát sáng) vào mô thực vật mà không làm thay đổi DNA của chúng. Khi hai chất này tương tác bên trong cây, kết quả là một ánh sáng yếu ớt, ổn định—giống như những gì bạn thấy ở một số sinh vật biển sâu.
Mức độ ánh sáng vẫn còn thấp—đủ để có thể nhìn thấy ở cự ly gần trong một thời gian ngắn—nhưng chúng đang được cải thiện. Các thí nghiệm gần đây đã kéo dài thời gian phát sáng từ vài phút lên đến vài giờ, và các phương pháp mới hơn đang thúc đẩy độ sáng và tính bền vững hơn nữa.
Tại sao điều này quan trọng đối với cuộc sống thực tế
Thoạt nhìn, cây phát sáng có vẻ như là một dự án phụ kỳ quặc. Nhưng đây là lý do tại sao điều này thực sự quan trọng:
1. Chiếu sáng không tốn năng lượng
Hệ thống chiếu sáng truyền thống dựa vào điện - thường được tạo ra từ nhiên liệu hóa thạch. Cây phát quang sinh học không cần dây điện, pin hay nguồn điện bên ngoài. Hãy tưởng tượng những con phố, văn phòng, hay thậm chí hành lang bệnh viện được phủ xanh, đồng thời cũng là ánh sáng tự nhiên.
2. Đổi mới trung hòa carbon
Cây cối hấp thụ CO₂ một cách tự nhiên. Nếu hệ thống chiếu sáng dựa trên các sinh vật sống thay vì phần cứng tiêu thụ năng lượng, chúng ta có thể bù đắp một phần lượng khí thải từ cơ sở hạ tầng hiện đại.
3. Vật liệu bền vững
Thay vì khai thác kim loại đất hiếm (được sử dụng trong đèn LED) hoặc sản xuất vỏ đèn nhựa, chúng ta có thể "trồng" các giải pháp chiếu sáng. Một cây phát sáng không chỉ thay thế bóng đèn mà còn có thể thay thế cả đèn, dây nguồn và ổ cắm.
4. Giá trị thẩm mỹ và sức khỏe tinh thần
Các nghiên cứu liên tục cho thấy cây xanh trong nhà giúp cải thiện tâm trạng, giảm căng thẳng và tăng năng suất. Giờ hãy tưởng tượng những lợi ích tương tự - kết hợp với ánh sáng tự nhiên dịu nhẹ. Đó không chỉ là chức năng - mà còn là thiết kế mang lại sức khỏe.
Những điều cần xảy ra tiếp theo
Chúng ta vẫn đang trong giai đoạn đầu. Để cây phát sáng có thể phổ biến trong nhà ở và thành phố, một vài thách thức chính cần được giải quyết:
1. Độ sáng
Các phiên bản hiện tại tạo ra ánh sáng dịu nhẹ, chưa đủ mạnh để thay thế hoàn toàn ánh sáng nhân tạo. Các nhà khoa học đang tìm cách tăng cường sản lượng ánh sáng thông qua các phản ứng sinh hóa được tăng cường, chỉnh sửa gen hoặc phủ lớp vật liệu phản quang.
2. Tuổi thọ
Nhiều chu kỳ phát sáng hiện tại chỉ kéo dài vài giờ. Để trở nên thiết thực, ánh sáng cần phải ổn định và lâu dài—lý tưởng nhất là được nạp lại năng lượng thông qua quá trình quang hợp hoặc các quá trình nội tại khác.
3. Khả năng mở rộng
Việc sản xuất một vài cây cải xoong phát sáng trong phòng thí nghiệm là rất ấn tượng—nhưng chưa đủ. Để công nghệ này trở nên phổ biến, chúng ta cần các hệ thống hoạt động với các loài thực vật phổ biến ở quy mô thương mại, mà không gây hại cho cây trồng hoặc môi trường.
4. Sự chấp nhận của công chúng
Mọi người vẫn còn thận trọng với công nghệ sinh học, đặc biệt là bất cứ điều gì nghe có vẻ giống như "biến đổi gen". Nhưng những kỹ thuật này không nhất thiết liên quan đến những thay đổi DNA vĩnh viễn. Giáo dục và minh bạch sẽ là yếu tố thiết yếu để tạo dựng niềm tin của công chúng.
Điều này có thể đi đến đâu
Nếu những rào cản này được vượt qua, tương lai có thể sẽ rất khác. Hãy tưởng tượng những hàng cây phát sáng dọc theo đường cao tốc—không cần đèn đường. Hoặc một công viên công cộng, nơi ánh sáng đến từ những mảng cỏ phát quang sinh học thay vì các cột kim loại. Bạn có thể trang trí phòng khách không phải bằng đèn, mà bằng cây thường xuân phát sáng nhẹ nhàng vào lúc hoàng hôn.
Ngay cả việc canh tác trong nhà cũng có thể được hưởng lợi. Nếu cây trồng có thể phát sáng nhẹ, chúng có thể báo hiệu độ chín, nhu cầu nước hoặc mức độ căng thẳng—giảm bớt sự phỏng đoán và năng lượng sử dụng trong các hệ thống trồng trọt công nghệ cao.
Cũng ngày càng có nhiều người quan tâm đến việc sử dụng đèn chiếu sáng cho cây trồng trong các điều kiện không có lưới điện hoặc trong trường hợp khẩn cấp. Các trại tị nạn, khu vực thiên tai hoặc các ngôi làng xa xôi có thể được hưởng lợi từ các nguồn sáng không phụ thuộc vào lưới điện yếu ớt.
Và rồi còn có sự kỳ diệu của nó. Ánh sáng là thứ chúng ta thường liên tưởng đến công nghệ—kim loại, dây điện, màn hình. Điều gì sẽ xảy ra khi ánh sáng trở nên hữu cơ một lần nữa? Khi nó phát triển, thay vì được tạo ra?
Có thể bạn chưa vội vứt bóng đèn đi. Nhưng lần tới khi tưới cây cảnh, hãy tự hỏi: nếu anh chàng nhỏ bé này có thể thắp sáng căn phòng của bạn thì sao?
Ý tưởng đó - từng là miền đất của trí tưởng tượng - giờ đây chỉ còn cách hiện thực vài thử nghiệm. Và khi nó thành hiện thực, nó sẽ không chỉ là một thiết bị điện tử nữa. Nó sẽ là một lời nhắc nhở nhỏ bé, tươi sáng rằng thiên nhiên và công nghệ không nhất thiết phải đối đầu nhau. Chúng có thể cùng nhau tiến hóa.
