Robots
Cookies

Ustawienia cookies

Strona Teraz Środowisko wykorzystuje cookies. Część z nich jest niezbędna do funkcjonowania strony. Inne służą poprawianiu jakości naszych usług.
Więcej  ›
04.12.2022 04 grudnia 2022

Miasta oświetlone przez glony i bakterie. Science fiction czy realna perspektywa?

Badania nad zdolnością organizmów żywych do świecenia prowadzą start-upy i naukowcy. W kontekście kryzysu energetycznego temat ten przyciąga uwagę firm energetycznych. Jak i kiedy rozwiązania oparte na bioluminescencji mogłyby być wdrożone? Opowiada Stanisław Łoboziak z Centrum Nauki Kopernik.

   Powrót       05 października 2022       Energia   
Stanisław Łoboziak
Koordynator Laboratorium Biologicznego w Centrum Nauki Kopernik

Teraz Środowisko: Zaczynając od podstaw, czym jest bioluminescencja i gdzie ją spotykamy?

Stanisław Łoboziak: Bioluminescencja jest zdolnością organizmów żywych do tzw. zimnego świecenia, polegającego na emisji światła bez emisji ciepła. To naturalne zjawisko występujące przede wszystkim u organizmów żyjących w ciemnych głębinach oceanów. Ta zdolność wyewoluowała u różnych grup organizmów w różnych momentach dziejów Ziemi. Nie jest tak, że wszystkie świecące organizmy miały wspólnego przodka.

W naszym klimacie najbardziej popularnymi świecącymi organizmami są różne gatunki świetlików, a mniej znany przykład to zjawisko świecącego próchna w lesie, na którym znajduje się wydzielająca światło grzybnia opieńki miodowej.

Zimne świecenie jest znane ludziom od dawna. Podobno w okopach I wojny światowej żołnierze korzystali ze „świecącego próchna”, by w jego blasku pisać listy. Innym przykładem, o jakim czytałem, to historia irlandzkich górników, którzy infekowali belki w kopalniach grzybnią opieńki – aby mieć światło i nie korzystać z pochodni.

W codziennym życiu możemy spotkać się ze światłem wydzielanym przez psujące się mięso, ryby…. Przykładów jest wiele.

TŚ: W jaki sposób można bioluminescencję wykorzystać do oświetlenia np. w miastach? Czy prace nad takimi rozwiązaniami wydają się zaawansowane?

SŁ: Pytanie, które należy stawiać w kontekście wykorzystania bioluminescencji brzmi – jak mocne może być to świecenie? Organizmy nie świecą tak intensywnie jak żarówki czy LEDy, ale w zależności od ich ilości mogą dać efekt o zróżnicowanej mocy. Jest to światło nieco inne niż to, do jakiego jesteśmy przyzwyczajeni. Niewątpliwie jego zastosowanie wymaga nowych rozwiązań inżynieryjnych.

We Francji od kilku lat działa start-up Glowee, który planuje oświetlać witryny sklepowe, ponieważ tam lekkie, zielono-niebieskie bioluminescencyjne światło bakterii mogłoby się sprawdzić. Te prace są na bardzo zaawansowanym etapie. Odpowiedzialne za świecenie geny z morskich bakterii Aliivibrio fischeri i Fotobacterium fosforeum zostały przeszczepione do innych bakterii. Zrobiono to po to, żeby wydłużyć okres świecenia do np. 12-16 godzin. Co ciekawe, ten start-up pozyskał dofinansowanie od francuskiego koncernu energetycznego.

Inny pomysł polega na przeszczepieniu odpowiedzialnych za świecenie genów roślinom i drzewom. To również już się udało, ale świecenia tych roślin jeszcze nie można zobaczyć gołym okiem. Naukowcy pracują nad tym, by przekonać rośliny do „oddawania światła”, bo to wcale nie jest takie proste. W wielkim skrócie, docelowo mogłyby one akumulować energię w dzień i oddawać ją w nocy. Można by wówczas tworzyć przy drogach czy alejkach parkowych szpalery roślin dających w nocy delikatne światło. Nie chodzi oczywiście o tworzenie świecących lasów jak w wizjach z filmów science fiction.

Z kolei np. na martwych kłodach drzew można by uprawiać bioluminescencyjne grzyby – wyobrażam sobie, że takie rozwiązanie mogłoby w przyszłości zacząć zastępować np. parkowe latarnie. Bez zużycia prądu i konieczności doprowadzania infrastruktury energetycznej.

Poza powyższymi przykładami ciekawym rozwiązaniem są biodegradowalne bioluminescencyjne glowsticki., które bazują na tych samych procesach, jakie zachodzą w świetlikach, ale bezpośrednio nie wykorzystuje się w nim żywych organizmów.

Ostatnio powstała też ścieżka rowerowa oświetlona dzięki materiałom fosforescencyjnym, które akumulują energię w dzień i oddają ją w nocy.

TŚ: Kiedy możliwe będzie wdrożenie takich rozwiązań w miastach?

SŁ: W mojej opinii realne wdrożenie pierwszych bioluminescencyjnych technologii jest możliwe w perspektywie dekady, a nawet wcześniej.

TŚ: Jakie kroki – oprócz badań naukowych i poszukiwania rozwiązań inżynieryjnych - trzeba będzie podjąć podczas wdrażania technologii wykorzystujących bioluminescencję?

SŁ: Niezbędne będzie z jednej strony dostosowanie regulacji, np. w przypadku Glowee mówimy o organizmach genetycznie zmodyfikowanych, które podlegają przepisom, a z drugiej zachęcenie marek i konsumentów do korzystania z takich rozwiązań. Trzeba by także dostosować infrastrukturę.

Poszukiwane są rozwiązania, które będą się sprawdzały w różnych miejscach, zaspokajały różnorodne potrzeby i pasowały do warunków w danym mieście. Nie chodzi o znalezienie jednego, uniwersalnego sposobu, bo to jest niemożliwe. Warto obserwować, jak sprawdzają się różne rozwiązania i wybierać najlepsze.

Co więcej, celem nie powinno być zamienienie całego oświetlenia na np. bio, ale szukanie hybrydowych kombinacji, w których różne technologie się dopełniają.

TŚ: Czy bioluminescencyjne oświetlenie mogłyby być konkurencyjne cenowo dla używanych żarówek tradycyjnych czy LED?

SŁ: Według mnie byłoby alternatywą ekonomiczną. Widzimy jak obecnie rosną ceny energii elektrycznej, wszyscy znaleźliśmy się w niepewnej sytuacji energetycznej. Miasta szukają oszczędności. Dodatkowo, obecny sposób oświetlania miast powoduje zjawisko tzw. zanieczyszczenia światłem.

Jestem zwolennikiem podejmowania wyzwań. Nie wiem, czy ostatecznie znajdziemy je akurat w świecie przyrody. Wszystkie pomysły wymagają dalszych badań.

Żarówkę wynaleziono pod koniec XIX wieku. Obecnie w XXI w. masowo zmieniamy oświetlenie na LEDowe. A jeśli pomyślimy o dziejach Ziemi i milionach lat, przez które funkcjonują na niej świecące organizmy – to mamy z czego czerpać inspirację.

Widząc jak dynamicznie zmieniamy metody oświetlania naszych miast i domów mam nadzieję, że niedługo wdrożone zostaną rozwiązania oparte na bioluminescencji i że będą one konkurencyjne cenowo. W końcu inwestują w to firmy energetyczne. A to daje nadzieję, że ktoś wyprodukuje przełomowy produkt, który będzie naprawdę opłacalny.

TŚ: Czy bioluminescencyjne oświetlenie jest bezpieczne zarówno dla przebywających w jego otoczeniu ludzi, jak i dla wykorzystywanych w nim organizmów?

SŁ: To ważny temat. Wszelkie badania i wdrażanie technologii powinny odbywać się z poszanowaniem zasad ochrony środowiska i żywych organizmów.

Jeśli zaś chodzi o bezpieczeństwo ludzi, to pamiętajmy, że zarówno w skali miast, jak i własnych domów raczej żyjemy w zanieczyszczeniu świetlnym. Powoduje to zarówno problemy zdrowotne ludzi, jak i problemy w ekosystemach. Oświetlenie bioluminescencyjne jest w tym kontekście „zdrowsze”. Poza tym wszystkie rozwiązania zanim wejdą na rynek muszą przejść testy bezpieczeństwa i certyfikację.

Aby społeczeństwo było otwarte na nowe technologie, konieczna jest edukacja. Dlatego ważną rolę odgrywają takie inicjatywy, jak organizowany przez Centrum Nauki Kopernik Festiwal Przemiany. W tym roku odbywa się już 12. edycja festiwalu, na którą serdecznie zapraszam. Będzie można zapoznać się z różnymi technologicznymi nowinkami i trendami, w tym bioluminescencyjnymi organizmami. Tegoroczne hasło przewodnie Festiwalu brzmi: Wyhoduj sobie miasto!

Dominika Adamska: Sekretarz redakcji, geograf Teraz SamorządWięcej treści dotyczących samorządów w zakładce Teraz Samorząd.

Polecamy inne artykuły o podobnej tematyce:

Polska musi zmodernizować około 3 miliony lamp ulicznych (23 listopada 2022)Mazowsze: Dotacje dla powiatów przysuskiego i radomskiego na modernizację oświetlenia (18 listopada 2022)Białystok: Dzięki ośmiu instalacjom PV miasto zaoszczędziło ponad 371 tys. zł (16 listopada 2022)Spojrzeć na miasto inaczej… (24 października 2022)Jak Kraków radzi sobie z kryzysem energetycznym? (21 października 2022)
©Teraz Środowisko - Wszystkie prawa zastrzeżone.
Kopiowanie i publikacja tekstów, zdjęć, infografik i innych elementów strony bez zgody Wydawcy są zabronione.
▲  Do góry strony