藍色螢光好浪漫 不耗電的「生物發光」點綴法國小鎮

停電的時候怎麼辦?法國一家新創公司研發出照明新科技,就算沒電也能讓入夜後的小鎮街道微微亮起來。

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這是電影場景?不,這是法國小鎮

入夜後的巴黎近郊小鎮朗布耶(Rambouillet),河岸的街道被綠松石般的螢光照亮,宛如科幻電影中才有的場景。

這種新的照明模式稱為「生物發光」(bioluminescence),這些螢光背後的動力來源不是電力,而是倚靠有機生命體的自然光,由法國一家新創公司Glowee研發應用。

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新創公司Glowee在2021年6月首次嘗試在戶外裝設生物發光的小型照明燈,地點就選在法國小鎮朗布耶。

夜晚一到 小鎮曖曖內含光

從去年開始,Glowee就與法國小鎮朗布耶展開合作,在當地的COVID-19疫苗接種中心布置圓柱形的藍色光源,取代一部分的路燈。

不少民眾在打完疫苗後,會被引導到休息區等待,他們就沐浴在一盞盞令人放鬆的藍色螢光之中,體驗這種新型的照明設備。除了接種中心外,Glowee的螢光過沒多久也分布在朗布耶廣場的樹蔭之中,取代一小部分的照明設施,巴黎其他城鎮也陸續加入Glowee的實驗,例如法國首都的戴高樂機場(Charles de Gaulle Airport),也在螢光計畫之中。

取之於自然的發光現象

生物發光其實是一種自然界中常見的現象,像是螢火蟲、真菌或是深海中的魚類,都有類似的發光功能,透過生物體內的一些化學反應進而產生光源。以螢火蟲來說,牠們是透過發光吸引配偶;有些海中的藻類則因為水體攪動而受到刺激發光;一些深海魚類如約氏黑鮟鱇(Melanocetus johnsonii),則會靠頭上的細菌發光,藉此吸引獵物靠近。

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圖為Glowee的工作人員正在疫苗接種中心外的街道上測試和調整生物發光的亮度。

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用光新哲學

Glowee正是取用自然界本有的發光奇觀,他們收集法國海岸邊廣泛分布的一種海洋細菌——費氏弧菌(Aliivibrio fischeri),作為替人類照明的新工具。

「我們的目標是想改變城市用光的模式,創造出更尊重公民、環境和生物多樣性的在地氛圍,藉著輸入這種替代性的用光新哲學。」Glowee創辦人兼執行長瑞(Sandra Rey)說道。

可以開燈也能關燈

Glowee透過將特殊的細菌儲存到充滿鹽水的水管中,讓它們在裡頭循環流動,宛如發光的水族箱。

這些生物發光的過程原是一種生物體內新陳代謝的正常反應,因此不需要任何能源,只需要提供管內細菌活動時所需要的食物即可。

這也成為Glowee操作光的關鍵,他們把綜合的營養素跟著空氣加壓泵入到水管中,提供細菌足夠的氧氣,細菌就能維持發光。假如想要「關燈」,只需要切斷泵入的空氣,細菌就能轉化成厭氧狀態停止發光。

沒電也能發光

瑞也相信,生物發光的過程,在未來是一種可行的節約手段,畢竟在1879年傳統燈泡問世後,人類照明的方式並沒有改變太多,即便1960年推出了LED燈泡,增進發光的效率,但這些照明方式仍舊仰賴電力,而生產電力又需要倚賴燃燒化石燃料。

瑞表示:「與製造LED燈泡相比,生物發光所要消耗的水比較少,製造出的二氧化碳更少,而且水管中的液體是可以生物分解(biodegradable)的。雖然看上去生物發光的流明少於LED燈,但生物發光相較於LED燈所需的電力少了非常多。」

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發光長椅指日可待

目前,Glowee只生產幾種發出螢光的裝置,未來他們會嘗試研發更多款式,像是在街道上能發光的長椅。

古人:已知用光

不過,嚴格來說在Glowee之前,人類其實早已知道如何利用生物發光作為照明工具,這個歷史最早可追溯到西元前350年,希臘哲學家亞里斯多德(Aristotle)將螢火蟲發出的光稱為「冷光」;煤礦工人在進入礦井前也會捕捉螢火蟲放入罐子裡,充當他們的照明工具,因為在礦井中不能出現任何的蠟燭、提燈,或是小小的火苗,避免隨時造成莫大的悲劇。

但將生物發光設計為城市照明並實驗成功的,Glowee是第一個。Glowee也正積極與其他國家如比利時、瑞士、葡萄牙進行協議。

離大量生產或許還很遠

雖然Glowee有著美好的前景,但美國范德比大學(Vanderbilt University)生物科學教授約翰遜(Carl Johnson)認為,要大量生產生物發光這種照明設備,還有很多困難需要克服。

「第一,你必須餵養那些細菌,並在它們生長時稀釋它們。第二,這個裝置會仰賴溫度的調適,我很懷疑它在冬天時有沒有作用。第三,與用電的照明相比,生物發光黯淡許多,但他們(Glowee)也可能會提高亮度。」約翰遜分析道。

不容易 但值得一試

英國卡地夫大學(Cardiff University)投入細菌生物發光研究的生物科學講師威廉姆斯(Catrin Williams),也認同培養細菌、讓細菌長期活著不是易事,但如果不靠細菌,靠「化學發光」(chemiluminescence)也未嘗不可,例如從細菌擷取有發光作用的螢光素酶(Luciferase),來做到不放入細菌就能產生光的裝置,這類作法是行得通的,而Glowee也正朝這個方向努力。

威廉姆斯肯定地說道:「Glowee的研發非常新穎和創新,並且棒極了。」

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