Ερευνητές από το πανεπιστήμιο Λινκέπινγκ στη Σουηδία, ανάμεσα στους οποίους και η μεταδιδακτορική ερευνήτρια Ελένη Σταυρινίδου, κατάφεραν να δημιουργήσουν αναλογικά και ψηφιακά κυκλώματα σε ζωντανά τριαντάφυλλα.
Του Κώστα Δεληγιάννη
Ερευνητές από το πανεπιστήμιο Λινκέπινγκ στη Σουηδία, ανάμεσα στους οποίους και η μεταδιδακτορική ερευνήτρια Ελένη Σταυρινίδου, κατάφεραν να δημιουργήσουν αναλογικά και ψηφιακά κυκλώματα σε ζωντανά τριαντάφυλλα.
Γι’ αυτό τον σκοπό, οι ερευνητές αξιοποίησαν το αγγειακό σύστημα των φυτών, δηλαδή τους σωληνίσκους που αναλαμβάνουν να διακινήσουν μεταξύ άλλων το νερό σε όλη την έκτασή τους.
Όπως περιγράφει η ομάδα σε άρθρο της στο περιοδικό Science Advances, με τη συγκεκριμένη μέθοδο μπόρεσαν να κατασκευάσουν στα τριαντάφυλλα αγωγούς και ψηφιακές λογικές πύλες.
Το επίτευγμα αυτό ανοίγει τον δρόμο για βιονικά φυτά, τα οποία θα συνδυάζουν βιολογικά και ηλεκτρονικά μέρη, ώστε να χρησιμοποιηθούν ως εργαλεία στη γεωπονία ή σε εφαρμογές οργανικών ηλεκτρονικών.
Τα φυτά είναι περίπλοκοι οργανισμοί, που βασίζονται στη μεταφορά ιόντων και ορμονών για να φέρουν σε πέρας ορισμένες απαραίτητες λειτουργίες.
Ωστόσο, οι λειτουργίες αυτές γίνονται πολύ αργά, με συνέπεια να είναι δύσκολο για τους επιστήμονες να τα μελετήσουν και να επηρεάσουν την ανάπτυξή τους.
Έτσι, το «πάντρεμα» της έμβιας ύλης με ηλεκτρονικά κυκλώματα θα δώσει τη δυνατότητα στους ερευνητές να επέμβουν στις χημικές διεργασίες των φυτών με ηλεκτρικά σήματα.
Χάρις σε αυτή τη δυνατότητα, θα μπορούσαν για παράδειγμα να δημιουργηθούν φυτικά «εργοστάσια» για την παραγωγή καυσίμων με φωτοσύνθεση ή ακόμη και φυτά τα οποία θα μεγαλώνουν κατά παραγγελία.
«Μέχρι τώρα, δεν είχαμε αποτελεσματικά εργαλεία για να μετρήσουμε τις συγκεντρώσεις διάφορων μορίων στο εσωτερικό των ζωντανών φυτών.
Από εδώ και πέρα, θα μπορούσε να ρυθμίσουμε τη συγκέντρωση διάφορων ουσιών που καθορίζουν την ανάπτυξή τους.
Επομένως, δημιουργούνται μεγάλες προοπτικές για να μάθουμε περισσότερο για τον φυτικό κόσμο», σημειώνει ο Όβε Νίλσον, καθηγητής και μέλος της ομάδας.
Η ιδέα ενσωμάτωσης ηλεκτρονικών σε δέντρα, τα οποία προορίζονται για τη χαρτοβιομηχανία, χρονολογείται από τις αρχές της δεκαετίας του 1990.
Η ομάδα από το πανεπιστήμιο Λινκέπινγκ δοκίμασε πολλούς τρόπους για να καταφέρει να εισαγάγει αγώγιμες πολυμερείς ενώσεις στον βλαστό τριαντάφυλλων.
Μόνο ένα πολυμερές, με όνομα PEDOT-S, μπόρεσε να πάρει τη μορφή μικρών αγώγιμων καλωδίων στο εσωτερικό του αγγειακού συστήματος.
Η Σταυρινίδου χρησιμοποίησε αυτό το υλικό για να δημιουργήσει καλώδια μήκους 10 εκατοστών μέσα στα τριαντάφυλλα και, συνδυάζοντάς τα με έναν ηλεκτρολύτη, κατάφερε να δημιουργήσει ένα ηλεκτροχημικό τρανζίστορ, δηλαδή μία διάταξη που μετατρέπει τα χημικά σήματα σε ηλεκτρονικά. Με αυτά τα τρανζίστορ, απέδειξε πως μπορούν να δημιουργηθούν λογικές πύλες.
Άλλος επιστήμονας της ερευνητικής ομάδας μπόρεσε να ενσωματώσει στα φύλλα των τριαντάφυλλων μία παραλλαγή του πολυμερούς PEDOT-S. Όταν εφαρμοσθεί ηλεκτρική τάση, το πολυμερές αυτό αλληλεπιδρά με τα ιόντα στα φύλλα, με συνέπεια να αλλάζει χρώμα.
Η συγκεκριμένη έρευνα ανοίγει τον δρόμο για εφαρμογές στον τομέα της ενέργειας, αλλά και νέους τρόπους για την παρέμβαση στα φυτά.
Σύμφωνα με τους επιστήμονες, έρχεται ένα βήμα πιο κοντά η εποχή όπου θα μπορούν να ενσωματώνουν αισθητήρα στα φύλλα και να χρησιμοποιούν την ενέργεια που παράγεται μέσω της χλωροφύλλης, ή να παράγουν εντελώς καινούρια υλικά.