Die Farbe Der Blaufichte Wird Durch Nanoröhren Bestimmt

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Anonim
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Krasnojarsker Wissenschaftler haben herausgefunden, dass der ungewöhnliche Farbton von Blaufichte und grauem Weizen auf das Vorhandensein von Nanoröhren im epikutikulären Wachs zurückzuführen ist, das die Nadeln und Blätter bedeckt. Nanoröhren beeinflussen das in Pflanzen eindringende Licht, so dass sie bei schlechten Lichtverhältnissen überleben und die Effizienz der Photosynthese steigern können. Die Forschungsergebnisse werden in der Sammlung der Internationalen Konferenz für Informationstechnologie und Nanotechnologie 2020 (ITNT) veröffentlicht.

Viele Pflanzenteile sind mit epikutikulärem Wachs bedeckt, das die Blätter vor übermäßiger Feuchtigkeit und Austrocknung, Insekten und Chemikalien schützt. Wissenschaftler des Instituts für Physik. L. V. Das Kirensk Krasnoyarsk Scientific Center der Sibirischen Abteilung der Russischen Akademie der Wissenschaften fand heraus, dass die Strukturelemente der Wachsbeschichtung von Pflanzen Nanoröhren sind. Nachdem die Autoren die Wirkung der Oberflächenschicht auf die optischen Eigenschaften der Nadeln aus Blaufichte und Blättern aus grau-grauem Weizen untersucht hatten, kamen sie zu dem Schluss, dass Nanoobjekte für die blaue Farbe verantwortlich sind.

„2016 entdeckten Wissenschaftler aus England, dass nicht Pigmente für die blaue Farbe von Pflanzen verantwortlich sind, sondern eine bestimmte photonische Kristallstruktur in den Chloroplasten von Pflanzen. In Sibirien wachsen viele Blautannen. Wir haben nach dem Grund für ihre blaue Farbe gesucht und sind auf Wachs gestoßen. Es stellte sich heraus, dass er für die ungewöhnliche Farbe verantwortlich war. Wenn diese Schicht chemisch entfernt wird, wird der Baum optisch zu einer gewöhnlichen Grünfichte. Wir haben uns auch eine Vielzahl von grauem Weizen angesehen und festgestellt, dass die dicke Wachsdecke bläulicher Pflanzen aus Nanoröhren besteht. Bei der Untersuchung der spektralen Eigenschaften von Wachs haben wir festgestellt, dass es fast das gesamte ultraviolette Licht absorbiert und im sichtbaren Bereich des Lichts emittiert, dh fluoresziert. Durch die Absorption von kurzwelligem Licht schützt die Wachsschicht die innere Struktur von Zellen vor ultravioletter Strahlung und überträgt sie gleichzeitig auf den sichtbaren Bereich des Spektrums, wodurch die Effizienz der Photosynthese erhöht wird “, sagte einer der Autoren der Studie Evgeny Bukhanov.

Proben von Nanoröhren unter einem Rasterelektronenmikroskop. Weizen (links) und Blaufichte (rechts) Pressedienst des KSC SB RAS

Pressedienst des KSC SB RAS

Wissenschaftler verwendeten destilliertes Wasser, um das Wachs von der Pflanze zu trennen. Die Proben wurden mehrere Stunden in ein Gefäß mit Wasser gegeben und auf Minustemperaturen abgekühlt. Beim Gefrieren dehnte sich das Wasser aus und riss die Wachsplatten von der Oberfläche des Blattes ab. Nach dem Auftauen schwebten die Platten an die Oberfläche, wo Wissenschaftler sie sammelten. Die Untersuchung der erhaltenen Proben unter einem Rasterelektronenmikroskop ergab, dass die Wachsbeschichtung in beiden Pflanzen aus Nanoröhren mit einem Durchmesser von etwa 150 nm und einer Länge von 1–4 Mikrometern besteht. Fichtennadeln und Weizenblätter unterschieden sich in den Fluoreszenzspektren. Bei Fichten befand sich der Glühgipfel nahe der Grenze mit ultraviolettem Licht, und bei Weizen war er nicht weit von der grünen Zone entfernt. Infolgedessen wird die Fichte unter dem Einfluss ultravioletter Strahlung blau und der Weizen grau-blau. Der Unterschied beruht auf der Tatsache, dass die Nanoröhren in der Wachsbeschichtung hohl sind, während sie in Weizen gefüllt sind, weshalb sie Licht auf unterschiedliche Weise brechen.

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