Представете си бъдещето, осветено от биолуминесцентни светодиоди, които не само използват по-малко от земните ресурси, но и подобряват настроението ви, като имитират слънцето през целия ден.

Тази реалност може да бъде по-близо, отколкото мислите, според д-р Рубен Коста, млад учен, който смята, че сме на ръба на революция в областта на биологията и нанотехнологиите. И тя би могла да запълни празнината между природата и създадената от човека среда, пише World Economic Forum.

"Трябва да изградим мост между тези материали, които познаваме и разбираме, и технологиите", казва испанският изследовател в интервю за Форума."Вярвам, че това ще бъде следващата революция", допълва той.

Коста, който е в списъка на иноваторите на MIT Technology Review под 35 години, е пионер в стабилизирането на протеините, излъчващи светлина, намиращи се в медузите, извън воден разтвор, за създаването на биологични светодиоди.

Изследването на Коста събира в едно работата на няколко Нобелови лауреати.

Покойният японски органичен химик и морски биолог проф. Осаму Шимомура спечели Нобеловата награда за химия през 2008 г. за откриването на зелен флуоресцентен протеин (GFP) в медузи.

Професор Мартин Чалфи, който сподели наградата, успя да извлече ДНК, която експресира протеина и генетично модифицира червей, за да го запали. GFPs се използват от молекулярните биолози за проследяване на гени.

През 2014 г. американският електронен инженер професор Шуджи Накамура спечели Нобелова награда за физика заедно с двама колеги за изобретяването на "ефикасен диод, излъчващ синя светлина" или LED, която Коста нарича "най-мощната технология, която някога сме създавали".

След като посещава конференция за флуоресцентни протеини, Коста се заинтригувана от "красивия материал" и идеята за откриване на начин за използването му за осветяване. Предизвикателството да постигне невъзможното - да стабилизира флуоресцентни протеини е твърде голямо, за да го подмине.

Към устойчиви светодиоди

За да се направят белите светодиоди, които осветяват нашите домове, мобилни телефони и компютърни екрани, синият чип на Накамура се покрива със смес, която филтрира силната синя светлина. Този филтър е жълтеникав фосфор, направен от редки земни материали като итрий, един от най-добрите материали за конвертиране на синя светлина.

Но тъй като светодиодите все повече доминират в световната индустрия за осветление, защото те са ефективни и производствените разходи за тях намаляват, предвижда се , че ще достигнем връхна точка в търсене на итрий между 2019 г. и 2022 г.

Това е проблем, защото итрият е рядък и се добива само в някои страни и добиването и транспортирането му имат негативен отпечатък върху околната среда. И тук идват BioLED, които сега разработват издръжливостта на технологията си.

Хубавото на протеините е, че можете да ги произвеждате навсякъде по света, чрез бактерията ешерихия коли, която е безпатентна технология - и е много евтино да се направи.

Екипът на Коста е развил издръжливостта на техния BioLED от 100 часа стабилност до 1700, но целта им е 5000 до 10 000 часа светлина.

В помощ на страдащите от сезонна депресия

Разработеният биофилтър не само ще направи осветлението по-ефективно, но протеинът също така има и прекрасната способност да се регенерира, когато изключите светлината.

Коста казва: "Биологичните материали имат едно уникално нещо - те са в състояние да се ремонтират сами. Затова, когато заспите протеинът се възстановява. "

Той обяснява, че това прави възможно модулирането на цвета на светодиода чрез спектър, за да имитира променящата се слънчева светлина през деня. Така технологията ще помогне на тези, които страдат от сезонно афективно разстройство (СЕД) или сезонна депресия през зимата.

Технологията също така може да бъде използвана при соларните прозорци

Процесите на бърза урбанизация означават, че 68% от населението на света ще живее в градовете до 2050 г. и така биофилтърът намира и друго приложение. Коста и неговият екип започват работа по слънчеви прозорци, които ще имат панел от биофилтъра между два слоя стъкло.

Флуоресцентните протеини в панела ще превръщат високо енергийната синя UV част от слънчевата светлина в ниско енергийната оранжево-червена част от спектъра и ще я местят в малки слънчеви клетки в ъглите на прозорците, където USB връзка ще направи възможно зареждане на мобилни телефони и други устройства.

Бъдещето на соларните прозорци в развитието на нулево- и положителни енергийни сгради е светло, според американски учени, които изчисляват, че пет до седем милиарда квадратни метра стъклена повърхност могат да послужат за покриване на 40% от търсенето на енергия в страната.

Ако една медуза може да вдъхнови толкова много нововъведения, какво ли може да ни предложи останалата част от океана.