Phát quang sinh học là một khả năng vốn có của nhiều sinh vật trên khắp hành tinh để phát ra ánh sáng. Trên thực tế, 90% sinh vật ở các đại dương trên thế giới có đặc trưng này.
Sự kết hợp giữa nguồn sáng và vi khuẩn là một bước phát triển quan trọng trong lĩnh vực nghiên cứu và tìm kiếm những nguồn sáng ổn định và thân thiện với môi trường trong tương lai. Nguồn sáng thu được từ vi khuẩn phát quang dễ chịu, hiệu quả do không phát nhiệt, không gây bức xạ, an toàn cho con người, rẻ tiền và đặc biệt không gây ô nhiễm, làm giảm hiệu ứng nhà kính.
Nắm bắt được lợi thế của Đà Nẵng là thành phố biển và xu hướng tăng trưởng xanh của thành phố trong tương lai, chúng tôi xin được đề xuất đề tài "Đèn sinh học". Nguồn vi khuẩn phát quang phong phú được phân lập từ sinh vật biển Đà Nẵng - cụ thể là chúng tôi sử dụng mực biển, sau đó được nuôi cấy trong những bóng đèn mang tính thẩm mỹ cao với môi trường nước biển được bổ sung thêm một số chất dinh dưỡng.
Về mặt sinh học
Vi sinh vật phát quang
Khuẩn lạc vi khuẩn phát quang thuộc họ Vibrio và Photomicrobium (Vibrio phosphoreum, Vibrio fischeri…) được phân lập từ chính những cá thể mực ống đánh bắt tại vùng biển Đà Nẵng. Đây là những vi khuẩn Gram âm thường ký sinh trên thân của một số động vật sâu dưới đáy đại dương. Khi chúng hoạt động thường phát ra ánh sáng xanh, giúp động vật chủ xua đuổi kẻ thù, tìm kiếm thức ăn, hấp dẫn bạn tình.
Phản ứng phát quang được thực hiện khi enzym Luciferase của vi khuẩn được tiết ra môi trường, xúc tác phản ứng chuyển hoá cơ chất Luciferin thành ánh sáng có bước song 490nm. Đây là một phản ứng oxy hoá của aldehyde trong nước, giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng xanh lá cây - xanh dương:
FMNH2+O2+R-CHO → FMN + R-COOH + H2O + Light
Nói cách khác, vi sinh vật phát quang sẽ phát quang khi đạt mật độ nhất định. Sơ đồ phản ứng tổng quát luciferase
Luciferin + Oxy ----> Oxyluciferin + ánh sáng
Môi trường nuôi cấy
Môi trường nước biển SWC, thành phần gồm một 1 lít nước biển, 5g peptonel, 3ml glycerol, 3g dịch chiết khuẩn lạc.
Về mặt kiến trúc
Các bóng đèn sinh học trong đó chứa dịch nuôi cấy vi khuẩn phát quang, chu kỳ phát quang khoảng 1 tuần, sau đó chỉ cần thay dịch nuôi cấy cho chu kỳ tiếp theo. Bóng đèn được thiết kế thẩm mỹ, dễ dàng treo móc, kết cấu vững chắc và bằng vật liệu cho phép ánh sáng lan toả đều.
Cách này mang lại hiệu quả phát sáng là 98%, chỉ có 2% thất thoát qua mặt nhiệt năng. Bóng đèn phát ra ánh sáng lạnh nghĩa là ít hơn có 20% lượng sáng phát ra bức xạ nhiệt ảnh hưởng đến sức khoẻ.
Các bóng đèn này không đường dây, không gây tai nạn về điện, không cần sự quản lý của hệ thống máy tính hay ô nhiễm do sạc pin, thiết kế của bóng đèn phù hợp với mọi địa hình. Mỗi ô đèn có chu kỳ phát quang 1 tuần, không cần điện và không gây ô nhiễm.
Khi nhu cầu về chiếu sáng tăng lên khoảng 50% trong năm 2030, chi phí giải quyết ô nhiễm môi trường sẽ tăng vọt. Đèn sinh học, không sản sinh chất độc và khí carbonic, nên giảm thiểu áp lực của hiệu ứng nhà kính và trái đất nóng lên.
Với bước tiến của cuộc cách mạng công nghệ sinh học, không chỉ năng lượng chiếu sáng mà tất cả năng lượng sinh hoạt và công nghiệp trong trong tương lai được sản xuất an toàn, hiệu quả, hợp lý hơn.
Đèn sinh học mang lại ý nghĩa khoa học như giải quyết ô nhiễm môi trường, hiện tượng trái đất nóng lên, hiệu ứng nhà kính; tạo ra nguồn sáng sạch, an toàn và thân thiện môi trường cho mọi người; tiết kiệm năng lượng và chi phí cho chiếu sáng; hướng tới tương lai khai thác nguồn năng lượng vô tận từ vi sinh vật.
Loại đèn này cũng mang lại ý nghĩa xã hội như nâng cao ý thức về bảo vệ môi trường cho toàn dân; hướng tới hình ảnh Đà Nẵng - một trong những thành phố sạch trên thế giới; thu hút du lịch và đầu tư.
Hiện nay, xu hướng chung của thế giới là nghiên cứu, ứng dụng nguồn năng lượng vô tận từ vi sinh vật vào đời sống. Việc ứng dụng Bio Light - bóng đèn sinh học từ vi khuẩn và rác thải không chỉ giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tiết kiệm chi phí cho chiếu sáng mà nâng cao chất lượng cuộc sống nhân dân, hướng đến hình ảnh một trong những thành phố sạch nhất thế giới của Đà Nẵng.
Theo Vnexpress.net
.jpg?w=367&h=206&mode=crop)
The future of building design: How energy efficiency is revolutionising the construction industry
Benefits for enterprises participating in the Voluntary Agreement Scheme on Energy Efficiency
Vietnam seeks Europe's support in funding, technology for green transition
The Danish approach: Six ways to accelerate energy efficiency in buildings
Transforming Colombia’s steel industry with Finnish energy efficiency innovation
Schneider Electric Collaborating with NVIDIA on Designs to Increase Energy Efficiency for AI Data Centers
Half of UK households could save £410 off energy bills with solar power
