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Dubbs-Professor für Chemieingenieurwesen am MIT.„Sie verspricht eine vom Stromnetz unabhängige Beleuchtung, mit ‚Batterien‘, die man nie aufladen muss, und Stromleitungen, die man nie verlegen muss.“Aber Strano und seine Kollegen erkannten bald, dass sie Partner brauchten, die das Konzept erweitern und seine Herausforderungen und Potenziale als Teil einer Zukunft nachhaltiger Energie verstehen konnten.Er wandte sich an Sheila Kennedy, Professorin für Architektur am MIT und Direktorin bei Kennedy and Violich Architecture, die für ihre Arbeit im Bereich saubere Energieinfrastruktur bekannt ist.„Die Wissenschaft war so neu und aufstrebend, dass sie wie eine interessante Designherausforderung erschien“, sagt Kennedy.„Die Arbeit dieses Entwurfs musste in ein anderes Register übergehen, das über das Problem hinausging, wie die pflanzliche Nanobionik in der Architektur demonstriert werden könnte.Als Designteam haben wir einige grundlegende Fragen in Betracht gezogen, wie zum Beispiel, wie man die Idee der Pflanzenbeleuchtung als lebendige, biologische Technologie versteht und ausdrückt und wie man die Öffentlichkeit einlädt, sich diese neue Zukunft mit Pflanzen vorzustellen.“„Wenn wir die Entwicklung der Pflanze wie eine Glühbirne behandeln, ist das der falsche Weg“, fügt Strano hinzu.2017 erhielten Kennedy und Strano ein Forschungsstipendium von Professor Amar G. Bose, um auf ihrer Zusammenarbeit aufzubauen.Die Stipendien der MIT-Fakultät unterstützen unkonventionelle, bahnbrechende und oft interdisziplinäre Forschungsvorhaben, die wahrscheinlich nicht auf traditionelle Weise finanziert werden, aber das Potenzial haben, zu großen Durchbrüchen zu führen.Ihr erstes Jahr des Bose-Stipendiums brachte mehrere Generationen der lichtemittierenden Brunnenkresse-Pflanzen hervor, die länger und heller leuchten als die ersten experimentellen Versionen.Das Team evaluiert eine neue Komponente für die nanobiotischen Pflanzen, die sie als leichte Kondensatorpartikel bezeichnen.Der Kondensator in Form von infundierten Nanopartikeln in der Pflanze speichert Spitzen bei der Lichterzeugung und "blutet sie mit der Zeit aus", erklärt Strano.„Normalerweise kann das bei der biochemischen Reaktion erzeugte Licht hell sein, verblasst aber mit der Zeit schnell.Kapazitive Partikel verlängern die Dauer des erzeugten Pflanzenlichts von Stunden auf möglicherweise Tage und Wochen.“Die Forscher haben ihr ursprüngliches Patent auf das Licht emittierende Pflanzenkonzept ergänzt und ein neues Patent auf den Kondensator und andere Komponenten eingereicht, sagt Strano.Da die nanobionische Pflanzentechnologie Fortschritte gemacht hat, stellt sich das Team auch vor, wie Menschen im Alltag mit den Pflanzen interagieren könnten.Die architektonischen Möglichkeiten ihrer lichtemittierenden Pflanze werden in einer neuen Installation mit dem Titel „Plant Properties, a Future Urban Development“ im Cooper Hewitt, Smithsonian Design Museum in New York gezeigt, die am 10. Mai eröffnet wird.Besucher der Installation, die Teil der Ausstellung „Nature—Cooper Hewitt Design Triennial“ 2019 ist, können einen Blick in ein maßstabsgetreues Architekturmodell eines New Yorker Mietshauses werfen, das auch als Pflanzeninkubator dient, um die Pflanzen bei der Arbeit zu sehen.Die Installation demonstriert auch einen Fahrplan dafür, wie ein bestehendes Wohngebäude durch Design angepasst und umgewandelt werden könnte, um das natürliche Wachstum von Pflanzen in einer Zukunft zu unterstützen, in der die verfügbare Energie sehr begrenzt sein könnte.„In Plant Properties ist die nanobionische, pflanzenbasierte Infrastruktur darauf ausgelegt, die eigenen Ressourcen der Natur zu nutzen“, sagt Kennedy.„Das Gebäude erntet und transportiert Sonnenlicht, sammelt und recycelt Wasser und reichert den Boden mit Kompost an.“Die Einladung, einen Beitrag zur Ausstellung von Cooper Hewitt zu leisten, bot eine unerwartete Möglichkeit, die Möglichkeiten der Pflanzen zu demonstrieren, aber die Gestaltung einer Ausstellung brachte ganz neue Herausforderungen mit sich, erklärt Kennedy.„In der Welt der Designmuseen werden Sie normalerweise gebeten, etwas zu zeigen, das bereits ausgestellt wurde, aber dies ist eine neue Arbeit und ein neuer Meilenstein in diesem Projekt.“„Wir haben viel über die Pflege von Pflanzen gelernt“, fügt Strano hinzu.„Es ist eine Sache, eine Labordemonstration zu machen, aber eine ganz andere, 33 Wochen lang eine öffentliche Demonstration zu machen.“Die Forscher mussten einen Weg finden, die Pflanzen in einer Museumsumgebung mit wenig Licht zu präsentieren, in der Schmutz und Insekten, die von lebenden Pflanzen angezogen werden, normalerweise verbannt werden.„Aber anstatt dies als eine Art unüberwindbares Hindernis zu sehen“, sagt Kennedy, „stellten wir fest, dass diese Art von Situation – wie ermöglicht man es lebenden Pflanzen, in der geschlossenen Umgebung eines Museums zu gedeihen – genau dem architektonischen Problem entspricht, wie es geht unterstützen erhebliche Mengen an Pflanzen, die in Gebäuden wachsen.“In der Installation bieten mehrere Gucklöcher im Gebäudemodell Einblicke in die Art und Weise, wie die Menschen im Gebäude mit den Pflanzen leben.Museumsbesucher werden ermutigt, an dem Experiment teilzunehmen und Informationen über Pflanzenwachstum und -helligkeit zu sammeln, indem sie ihre eigenen Fotos der Pflanzen auf Instagram hochladen und das MIT Plant Nanobiotics-Labor mit @plantproperties taggen.Das Team sammelt auch Daten darüber, wie die Pflanzen auf die Nanopartikel und andere potenzielle Belastungen reagieren.„Die Pflanzen sind durch die Museumsumgebung tatsächlich mehr Stress ausgesetzt als durch die von uns eingeführten Modifikationen, aber diese Effekte müssen untersucht und gemildert werden, wenn wir Pflanzen für die Innenbeleuchtung verwenden wollen“, bemerkt Strano.Kennedy und Strano sagen, dass die Pflanzen im Zentrum einer neuen – aber auch „vor-eklektischen“ – Idee in der Architektur stehen könnten.Für den größten Teil der Menschheitsgeschichte, erklärt Kennedy, waren natürliche Prozesse vom Sonnenlicht bis zur Abfallkompostierung Teil der wesentlichen Infrastruktur von Gebäuden.Aber diese Prozesse wurden im modernen Denken ausgeschlossen oder versteckt, sodass die Menschen nicht mit den Umweltkosten einer Energieinfrastruktur konfrontiert werden, die aus giftigen Materialien besteht und mit fossilen Brennstoffen betrieben wird.„Die Leute hinterfragen heute nicht die Auswirkungen unseres eigenen Mainstream-Stromnetzes.Es ist sehr verletzlich, es ist sehr spröde, es ist so verschwenderisch und es ist auch voller giftiger Materialien“, sagt sie.„Wir hinterfragen das nicht, aber wir müssen es tun.“„Die Beleuchtung verbraucht derzeit einen großen Teil unseres Energiebedarfs, nähert sich fast 20 Prozent unseres weltweiten Energieverbrauchs und erzeugt zwei Gigatonnen Kohlendioxid pro Jahr“, fügt Strano hinzu.„Bedenken Sie, dass die Pflanzen mehr als nur die Lampe auf Ihrem Schreibtisch ersetzen.Es gibt einen enormen Energie-Fußabdruck, der möglicherweise durch die lichtemittierende Pflanze ersetzt werden könnte.“Das Team arbeitet weiterhin an neuen Wegen, um die Nanopartikel in die Pflanzen zu infundieren, damit sie über die gesamte Lebensdauer der Pflanze wirken, und experimentiert mit größeren Pflanzen wie Bäumen.Aber damit die Pflanzen gedeihen können, müssen Architekten eine Gebäudeinfrastruktur entwickeln, die die Pflanzen in ein neues internes Ökosystem aus Sonnenlicht, Wasser und Abfallentsorgung integriert, sagt Kennedy.„Wenn Pflanzen die Menschen mit Licht versorgen sollen, müssen wir die Pflanzen gesund halten, damit sie von allem profitieren können, was sie uns bieten“, sagt sie.„Wir glauben, dass dies eine viel fürsorglichere oder nährendere Beziehung zwischen Menschen und ihren Pflanzen oder Pflanzen und den Menschen, die sie beleuchten, auslösen wird.“Prof.Michael Strano und Sheila Kennedy haben eine Ausstellung für die Cooper Hewitt Design Triennial entwickelt, die untersucht, wie Stranos leuchtende Pflanzenforschung Teil einer nachhaltigen Energiezukunft sein könnte.„Das Paar ist eines von 62 Designteams, die an der [Triennale] beteiligt sind, die innovative Wege hervorhebt, wie Menschen mit der Natur umgehen“, schreibt Emily Matchar für Smithsonian.Diese Website wird vom MIT News Office verwaltet, das Teil des Institute Office of Communications ist.Massachusetts Institute of Technology 77 Massachusetts Avenue, Cambridge, MA, USA