Създадоха електронни растения

Накратко: Изследователи от Университета Линшьопинг в Швеция са създали аналогови и цифрови електронни схеми директно в живи растения, използвайки тяхната съдова система. Тази технология позволява интегрирането на електрически сигнали с биологичните химични процеси, което създава възможности за разработването на нови ботанически инструменти, сензори и устройства за регулиране на растежа.

Изследователи от Университета Линшьопинг (Linköping University) в Швеция създадоха аналогови и цифрови електронни схеми вътре в живите растения. Групата в лабораторията по органична електроника (LOE), под ръководството на проф. Магнус Берген, използва съдовата система на живите рози за изграждане на ключови компоненти от електронните схеми. Статията е включена в списанието за проводници и цифрова аналогия Science Advances Demonstrates. Тя описва елементи, изработени във вътрешността на растенията, които биха могли да се развият в нови приложения за органична електроника и нови инструменти в ботаниката.

Растенията са сложни организми, които разчитат на транспорт на йонни сигнали и хормони за извършване на необходимите им функции. Въпреки че те функционират много бавно, изучаването им е трудно. Въвеждането на електронен заряд в растенията би дало възможност да се съчетаят електрическите сигнали със собствените им химични процеси. Контролът и взаимодействието на химичните реакции в растенията може да проправи пътя към фотосинтеза, базирана върху горивни клетки, датчици и регулатори на растежа, както и устройства, които модулират вътрешните функции на растенията.

„Преди това нямахме никакви добри инструменти за измерване нивата на различни молекули в живите растения. Сега ще бъдем в състояние да повлияем на концентрацията на различните вещества, регулиращи растежа и развитието. Виждам големи възможности за обучение в тази насока”, казва Ове Нилсон – професор по репродуктивна растителна биология и директор на Центъра за наука Umeå Plant, както и съавтор на статията.

Идеята за поставяне на електроника директно в дървета, предназначени за хартиената промишленост, възниква през 1990 г., докато екипът на LOE в Линшьопинг изследва белезите на електрониката върху хартията. Първи усилия за въвеждането на електроника в растенията правят асистент Даниел Саймън – лидер по биоелектроника в екипа на LOE, и професор Ксавие Криспин – специалист по полупроводникови устройства в същия екип. Липсата на финансиране, поради скептицизма на инвеститорите, спира тези проекти.

Благодарение на независими изследвания и финансиране от фондацията на Кнут и Алице Валенберг, през 2012 г. професор Берген е в състояние да събере екип от изследователи, за да се рестартира проекта. Изследователите правят много опити за въвеждане на проводящи полимери в стъблото на розата. Само един от тях, наречен PEDOT-S, синтезиран от д-р Роджър Габрилсон, успешно се събира вътре в каналите на дървесната тъкан под формата на жици, които все пак позволяват транспортирането на вода и хранителни вещества.

Д-р Елени Ставринидоу използва материал за изграждането на дълги 10 см проводници в каналите на дървесната тъкан на розата. Чрез комбиниране на проводниците с електролита, който заобикаля тези канали, тя успява да създаде електрохимичен транзистор. Той превръща йонните сигнали в електронна продукция. Използването на транзистори в дървесната тъкан функционира като врата към цифровата логика.

Д-р Елиът Гомез използва метод, често срещан в растителната биология – вакуумна инфилтрация – за да влее друг PEDOT вариант в листата. Той влива полимер, образуван в „пиксела“ на електрохимични клетки, разделени от жилките на листата. Приложеното напрежение кара полимера да си взаимодейства с йоните в листото. Впоследствие PEDOT променя цвета си и функционира подобно на ролетни печатни дисплеи, произведени в Acreo Swedish ИКТ в Норкьопинг.

Тези резултати са в ранен етап и трябва да обединят различните области на органичната електроника и ботаниката. Целта е да се разработват приложения за енергия, устойчиво развитие на околната среда и нови начини за взаимодействие с растенията. Професор Берген предвижда възможността за изцяло нова област на изследвания: „Доколкото знаем, все още няма публикувани резултати от научни проучвания, свързани с електронната продукция в растенията. Никой не е правил това преди“, казва той и добавя:

„Сега наистина можем да започнем да говорим за електроцентрали – можем да поставим сензори в растенията, да използваме енергията, която се образува в хлорофила и да произвеждаме зелени антени или нови материали. Всичко се случва по естествен път и ние използваме собствената и много напреднала, уникална система на растенията.“

Превод: Христинка Башева

Източник: ScienceDaily

Живейте по-добре с наука!

  • Развийте критично мислене и изградете защита срещу дезинформация.

  • Придобийте ключови умения за по-добър живот с нашите курсове във формат текст, видео и аудио.

  • Открийте новостите и иновациите в медицината.

  • Само 3 минути дневно са достатъчни, за да трансформирате живота си!

  • Всеки месец ви очаква нов брой с увлекателни статии по биология, космос, технологии, история, медицина и много други.

Изживейте науката навсякъде и по всяко време, като я четете на най-удобното за вас устройство.

 

Създадохме платформа, която предлага курсове и ръководства, насочени към решаването на житейски предизвикателства чрез научно обосновани методи. Тя не само подпомага личностното развитие, но и предоставя ценни знания за водене на по-здравословен, успешен и пълноценен живот. Благодарение на научния подход, потребителите ще имат възможност да подобрят своето благосъстояние и да постигнат по-високо качество на живот.

БГ Наука
Правила на поверителност

Използваме „бисквитки“, за да персонализираме съдържанието и рекламите, да предоставяме функции на социални медии и да анализираме трафика си. Също така споделяме информация за начина, по който използвате сайта ни, с партньорските си социални медии, рекламните си партньори и партньори за анализ.

Можете да коригирате всички настройки на „бисквитките“, като отворите разделите вляво.