Im Dunkeln leuchtende Pflanzen: Wissenschaftler machen einen wichtigen Schritt in Richtung lebender Lampen

    Einem Forscherteam ist es gelungen, gewöhnliche Pflanzen dazu zu bringen, nach Sonneneinstrahlung mehrfarbiges Licht auszustrahlen. Diese Entdeckung eröffnet neue Möglichkeiten für nachhaltige Beleuchtungssysteme, auch wenn noch Fragen hinsichtlich ihrer langfristigen Auswirkungen offen sind.

    Die Sukkulenten leuchteten in verschiedenen Farben, nachdem sie mit Phosphorpartikeln beschichtet worden waren, die Licht absorbieren und langsam wieder abgeben. Quelle: Liu et al., Matter.
    Die Sukkulenten leuchteten in verschiedenen Farben, nachdem sie mit Phosphorpartikeln beschichtet worden waren, die Licht absorbieren und langsam wieder abgeben. Quelle: Liu et al., Matter.

    Wissenschaftler der South China Agricultural University (SCAU) in Guangzhou haben die weltweit ersten mehrfarbigen Pflanzen entwickelt, die im Dunkeln leuchten.

    Diese Sukkulenten können nach der Aufnahme von Energie aus Sonnenlicht oder LED-Lampen ein blaues, grünes, rotes oder blau-violettes Leuchten abgeben.

    Der Durchbruch, der in der Fachzeitschrift Matter veröffentlicht wurde, basiert nicht auf Gentechnik, sondern auf einer überraschend einfachen und kostengünstigen Methode: der Injektion winziger Phosphorpartikel in die Blätter. Diese Verbindungen, die denen in fluoreszierenden Spielzeugen ähneln, fangen Photonen ein und geben sie dann langsam wieder ab, wodurch ein phosphoreszierender Effekt entsteht, der mehrere Stunden lang sichtbar ist.

    Das Geheimnis liegt in den Partikeln

    Der Erfolg dieser Technik beruht auf der Anpassung der Größe der phosphoreszierenden Partikel. Die Forscher stellten fest, dass 7 Mikrometer die optimale Größe ist, damit sie sich durch das Blattgewebe bewegen können, ohne ihre Leuchtkraft zu verlieren.

    Wenn die Partikel zu klein waren, war die Diffusion zwar einfach, aber das Leuchten war unzureichend. Größere Partikel hingegen erzeugten ein intensives Leuchten, blieben jedoch gefangen und konnten sich nicht durch das Blatt bewegen. Sukkulenten erwiesen sich aufgrund der Struktur ihres Gewebes als ideale Pflanzen für dieses Experiment: schmale, gleichmäßige und gut verteilte Kanäle, die eine einfache Diffusion der Partikel ermöglichen und eine homogene Lumineszenz erzeugen.

    Vom Labortest zur „hellen Wand“

    Nach nur wenigen Minuten Lichteinwirkung konnten die modifizierten Sukkulenten bis zu zwei Stunden lang leuchten. Durch die Verwendung verschiedener phosphoreszierender Produkte konnten verschiedene Farbpaletten erzielt werden, darunter verschiedene Grün-, Blau- und Rottöne.

    Die Forscher gingen noch einen Schritt weiter und bauten einen Versuchsaufbau: eine lebende Wand mit 56 leuchtenden Pflanzen. Die Anordnung konnte genug Licht abgeben, um Objekte in der Nähe zu erkennen oder sogar aus nächster Nähe zu lesen. Das Verfahren erwies sich zudem als schnell und kostengünstig. Die Vorbereitung jeder Pflanze dauerte nur zehn Minuten, und die Materialkosten beliefen sich auf etwa eineinhalb Euro, ohne Arbeitskosten.

    Mögliche Anwendungen und aktuelle Grenzen

    Die Entdeckung weckt sowohl Begeisterung als auch Vorsicht. Einerseits sehen Wissenschaftler unmittelbare praktische Anwendungsmöglichkeiten: Beleuchtung von Wegen, Gärten, Innenräumen oder nachhaltige, energieeffiziente Dekorationen. Diese „lebenden Lampen” könnten zumindest in Umgebungen mit wenig Licht eine teilweise Alternative zu Elektrizität darstellen. Allerdings bleiben wichtige Fragen offen.

    Die Intensität des Leuchtens nimmt mit der Zeit ab, und die Auswirkungen dieser Partikel auf die Pflanzengesundheit oder die natürliche Umwelt wurden noch nicht gründlich untersucht. Bevor eine kommerzielle Produktion in Betracht gezogen wird, betonen die Forscher die Notwendigkeit, die Sicherheit und Haltbarkeit der Behandlung zu bewerten.

    Eine weitere Herausforderung besteht darin, die Methode auch auf andere Pflanzenarten als Sukkulenten anzuwenden, wodurch sich das Anwendungsspektrum erweitern und die Technologie auf größere Pflanzen oder solche mit relevanteren Zier- und städtischen Funktionen ausweiten ließe.

    Eine neue Form der Biointegration

    Über Ästhetik und wissenschaftliche Neugier hinaus stellt diese Arbeit einen Schritt in Richtung der Integration anorganischer Mikromaterialien in lebende Organismen ohne Veränderung ihrer DNA dar.

    Den Autoren zufolge könnte dieser Ansatz eine Zukunft fördern, in der Biologie und Technologie zusammenkommen, um nachhaltige Lösungen zu schaffen, den Energieverbrauch und den ökologischen Fußabdruck zu reduzieren.

    Derzeit sind die leuchtenden Pflanzen noch ein faszinierendes Experiment, das beweist, dass die Natur dank eines kleinen technologischen Schubs zu einer Lichtquelle werden kann. Die Zeit wird zeigen, ob diese leuchtenden Sukkulenten nur eine wissenschaftliche Kuriosität sind oder den Auftakt zu einer grünen Revolution in der städtischen Beleuchtung bilden.

    Quellenhinweis:

    Shuting Liu et al. Sunlight-powered multicolor and uniform luminescence in material-engineered living plants. Matter (2025). https://doi.org/10.1016/j.matt.2025.102370