Du plancton aux champignons, en passant par les algues et même certains lichens, il existe de nombreux organismes naturellement capables de produire de la lumière. En alliant la biologie à la science des matériaux, des chercheurs chinois ont réussi à conférer cette propriété à des plantes grasses, produisant ainsi de très jolis végétaux phosphorescents qui pourraient même avoir une utilité pratique.
C’est loin d’être la première fois qu’un laboratoire travaille sur des plantes luminescentes. De nombreuses tentatives ont déjà été réalisées grâce à deux méthodes. La première repose sur l’ingénierie génétique : elle consiste à isoler des gènes qui confèrent une luminescence naturelle, puis à les transférer à une autre espèce. La seconde consiste à injecter directement des particules émettrices de lumière, synthétiques ou d’origine naturelle, dans les tissus internes de la plante ciblée.
Ces expériences ont déjà produit des résultats concrets, mais toujours avec des limites importantes. Celles basées sur l’ingénierie génétique, par exemple, disposent typiquement d’une gamme de teintes assez limitée, centrée autour du vert. L’injection directe de particules luminescentes offre plus de flexibilité à ce niveau, mais elle a souvent du mal à produire une lumière intense et durable. Par exemple, de précédentes expériences basées sur des nanoparticules dérivées de la luciférase (l’enzyme caractéristique des lucioles) n’ont produit qu’une faible lueur qui disparaissait presque complètement après une demi-heure.
Des plantes grasses phosphorescentes
Dans ces nouveaux travaux, les chercheurs ont donc tenté de trouver des particules de taille optimale : assez petites pour circuler librement au sein de la plante, mais suffisamment volumineuses pour produire une lueur intense. Ils ont finalement opté pour des particules à base de phosphore d’environ 7 micromètres de diamètre, soit à peu près la taille d’un globule rouge humain.
Restait encore à trouver un cobaye idéal. L’équipe a choisi des plantes grasses de la famille des Echeveria, qui présentent un avantage important dans ce contexte. Elles poussent naturellement dans des environnements arides où la pluie se fait rare. Au fil de l’évolution, elles se sont adaptées à cette contrainte en élargissant les espaces entre leurs cellules, afin de pouvoir stocker et filtrer la moindre goutte de liquide disponible.
Les auteurs ont donc essayé d’exploiter ces interstices, en partant du principe qu’ils permettraient aux particules luminescentes de diffuser efficacement dans tout le tissu de la plante. Et les résultats ont été spectaculaires. Une fois “chargées” à la lumière pendant quelques minutes, les plantes se sont mises à briller dans le noir, parfois pendant plusieurs heures. L’intensité était au rendez-vous : selon les chercheurs, elle était comparable à celle d’une petite veilleuse et suffisante pour lire un texte.
Des objets décoratifs… à l’éclairage public ?
Forte de ce succès, l’équipe a commencé à envisager diverses applications pratiques. Ils proposent par exemple de créer toute une gamme de plantes grasses luminescentes à des fins purement décoratives. Mais, une fois arrivé à maturité, ce concept pourrait aussi être utilisé dans l’espace public pour créer des environnements urbains à la fois organiques et esthétiques.
« Prenez le monde d’Avatar, où des plantes lumineuses illuminent tout un écosystème », explique Shuting Liu, auteur principal de l’étude à l’Université agricole de Chine du Sud. « Nous voulions concrétiser cette vision grâce à des matériaux déjà utilisés en laboratoire. Imaginez par exemple des arbres lumineux remplaçant les lampadaires », suggère-t-il.
Le texte de l’étude est disponible ici.
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