31-12-2020

Ελληνίδα ομογενής δημιούργησε ηλεκτρονικά… τριαντάφυλλα!

Το δρόμο για ένα πιθανό μελλοντικό «πάντρεμα» των φυτών και των ηλεκτρονικών υπολογιστών με… άρωμα επιστημονικής φαντασίας κατόρθωσε να ανοίξει μία Ελληνίδα επιστήμονας της διασποράς.

Μαζί με την ερευνητική τους ομάδα, η Ελένη Σταυρινίδου και ο καθηγητής Μάγκνους Μπέργκρεν του Εργαστηρίου Οργανικών Ηλεκτρονικών του Πανεπιστημίου του Λινκέπινγκ δημιούργησαν για πρώτη φορά ηλεκτρονικά φυτά, καθώς κατάφεραν να αναπτύξουν ψηφιακά και αναλογικά κυκλώματα με σύρματα και τρανζίστορ μέσα σε ζωντανά τριαντάφυλλα.

Ουσιαστικά αυτό που έκαναν ήταν να χρησιμοποιήσουν το αγγειακό σύστημα (ξύλημα) και τα φύλλα των τριαντάφυλλων για να δημιουργήσουν ηλεκτρονικά κυκλώματα.

Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η δημιουργία ηλεκτρονικών φυτών (ή κυβερνο-φυτών) μπορεί να έχει διάφορες μελλοντικές εφαρμογές στο πεδίο των βιοηλεκτρονικών. Η προσθήκη ηλεκτρονικών συστατικών στα φυτά ανοίγει το δρόμο για να συνδυασθούν τα ηλεκτρονικά σήματα με τις βιοχημικές διαδικασίες του φυτού.

Με αυτό τον τρόπο, μπορεί στο μέλλον να υπάρξουν κυψέλες καυσίμου μέσα στα ίδια τα φυτά, οι οποίες θα λειτουργούν με φωτοσύνθεση κάνοντας μετατροπή των σακχάρων των φυτών σε ηλεκτρισμό. Έτσι, τα ίδια τα φυτά μπορεί κάποτε να μετατραπούν σε φωτοβολταϊκά.

Ακόμη, μπορεί να δημιουργηθούν βοτανικοί αισθητήρες που θα καταγράφουν τις ορμόνες των φυτών, καθώς και άλλες συσκευές που θα ρυθμίζουν εκ των έσω την ανάπτυξη και άλλες λειτουργίες των φυτών. Κάτι τέτοιο μπορεί να βελτιώσει τις ιδιότητες των ιατρικών φυτών και να επιταχύνει την ανάπτυξη νέων φαρμάκων. Επίσης, μπορεί στο απώτερο μέλλον να επιτρέψει στους γεωργούς να δίνουν εντολές στα φυτά πότε θα ανθοφορήσουν και θα ωριμάσουν (π.χ. θα καθυστερούν, αν επικρατεί παγωνιά στο περιβάλλον).

Η Γερασιμίδου χρησιμοποίησε ένα διαφανές αγώγιμο πολυμερές υλικό (PEDOT-S:Η), το οποίο διάλυσε σε νερό και, στη συνέχεια, βύθισε τριαντάφυλλα μέσα σε αυτό το διάλυμα. Τα φυτά απορρόφησαν μαζί με το νερό και το πολυμερές υλικό, το οποίο κυκλοφόρησε μέσω του αγγειακού συστήματος του φυτού. Μετά από λίγες μέρες, είχαν δημιουργηθεί αυτοσυναρμολογούμενα ‘σύρματα’ μήκους δέκα εκατοστών μέσα στον βλαστό του τριαντάφυλλου, τα οποία -όταν συνδέθηκαν με μια εξωτερική πηγή ηλεκτρισμού- μπορούσαν να μεταφέρουν ηλεκτρικό ρεύμα στο εσωτερικό του φυτού.

Συνδυάζοντας τα σύρματα από το οργανικό πολυμερές με έναν ηλεκτρολύτη, η Ελληνίδα ερευνήτρια δημιούργησε ένα επίσης αυτοσυναρμολογούμενο ηλεκτροχημικό τρανζίστορ (διακόπτη), που μετατρέπει τα σήματα ιόντων του φυτού σε ηλεκτρονικά σήματα. Με τα τρανζίστορ αυτά, κατάφερε επίσης να δημιουργήσει ένα είδος ψηφιακής λογικής πύλης.

Αλλά μέλη της ερευνητικής ομάδας κατάφεραν να εισάγουν ηλεκτρονικά στα φύλλα, έτσι ώστε αυτά να γίνουν ηλεκτροχρωματικά, δηλαδή να αλλάζουν χρώμα από πράσινο σε μπλε -και αντίστροφα- μέσω ηλεκτρισμού, σαν να επρόκειτο για μια ζωντανή οθόνη.

Μέχρι στιγμής, οι ερευνητές έχουν δημιουργήσει ηλεκτρικά δίκτυα μήκους έως 20 εκατοστών μέσα στο φυτό και οραματίζονται ότι τα φυτά του μέλλοντος, αντί για γενετικές μεταλλάξεις, θα ενσωματώνουν ηλεκτρονικά εξαρτήματα. Το θέμα, βέβαια, είναι αυτά τα βιο-ηλεκτρονικά να μην καταλήγουν στο στομάχι των ανθρώπων.

«Απ’ όσο γνωρίζουμε, κανένας έως τώρα δεν είχε παράγει ηλεκτρονικά μέσα σε φυτά. Τώρα πια μπορούμε να αρχίσουμε να μιλάμε πραγματικά για ‘ενεργειακά’ φυτά, αφού μπορούμε να τοποθετήσουμε αισθητήρες μέσα στα φυτά και να χρησιμοποιήσουμε την ενέργεια που σχηματίζεται στη χλωροφύλλη τους, μπορούμε να δημιουργήσουμε ‘πράσινες’ κεραίες ή να παράγουμε νέα υλικά. Το κάθε τι συμβαίνει με φυσικό τρόπο, αξιοποιώντας τα πολύ εξελιγμένα και μοναδικά συστήματα των ίδιων των φυτών», δήλωσε ο Μπέργκρεν και πρόσθεσε ότι «το ίδιο το φυτό βοηθά να δημιουργηθούν οι ηλεκτρονικές συσκευές στο εσωτερικό του».

Η Ε. Σταυρινίδου αποφοίτησε το 2008 από το Τμήμα Φυσικής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, όπου έκανε και μεταπτυχιακά στη νανοτεχνολογία το 2010. Το 2013 πήρε το διδακτορικό της από το Τμήμα Βιοηλεκτρονικής της Ecole National Superieure des Mines στο Σεντ-Ετιέν της Γαλλίας και από το 2014 είναι μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο σουηδικό Πανεπιστήμιο του Λινκέπινγκ, ειδικευόμενη στο «πάντρεμα» των οργανικών βιοηλεκτρονικών με τα φυτά.

Η μελέτη δημοσιεύτηκε στο περιοδικό “Science Advances”.

ΣΧΟΛΙΑΣΕ ΤΟ

ΡΟΗ ΕΙΔΗΣΕΩΝ

Κορονοϊός: Ανησυχία για τα 341 κρούσματα στην Αττική – Σε ποιες περιοχές εντοπίζονται τα περισσότερα (video)

Υψηλός είναι ο αριθμός των κρουσμάτων στην Αττική το τελευταίο 24ωρο καθώς εκεί εντοπίστηκαν οι 341 από τις 942 νέες μολύνσεις σύμφωνα με την ανακοίνωση...

Επεισόδια στον Ασπρόπυργο με κατοίκους να πετούν μολότοφ κατά αστυνομικών

Επεισόδια ξέσπασαν το βράδυ της Τετάρτης (30/12) στον Ασπρόπυργο όταν κάτοικοι πέταξαν μολότοφ κατά αστυνομικών.Λίγο μετά τις 21:40 ομάδα 100 ατόμων κινήθηκε απειλητικά κατά...

Το τελευταίο ολόγιομο φεγγάρι του 2020: Εντυπωσιακές εικόνες από την «Ψυχρή Πανσέληνο»

Εντυπωσιακές είναι οι εικόνες από την τελευταία Πανσέληνο με την οποία μας αποχαιρετά το 2020. Πρόκειται για τη λεγόμενη και «Ψυχρή Πανσέληνο» ή «Πανσέληνο...

Προειδοποιήσεις για Πρωτοχρονιά: «Μετά τις 22:00 να είναι νεκρή πόλη η Αθήνα» – Έλεγχοι παντού

Να τηρηθούν αυστηρά τα μέτρα τις επόμενες ημέρες «για να μην κλαίμε έξω από τις ΜΕΘ» ζήτησε ο ο υπουργός Προστασίας του Πολίτη, Μιχάλης...

Μόσιαλος: Πρώιμη η συζήτηση για το άνοιγμα των σχολείων – «Στις 10 Ιανουαρίου θα έχουμε πλήρη εικόνα»

Την άποψη ότι είναι νωρίς να μιλάμε για το άνοιγμα των σχολείων χωρίς να γνωρίζουμε το πώς θα διαμορφωθούν τα επιδημιολογικά δεδομένα μετά τις...

Με αρνητικό τεστ κορονοϊού η είσοδος στον Καναδά

Μόνο με αρνητικό τεστ κορονοϊού θα γίνεται πλέον η είσοδος στον Καναδά, όπως ανακοίνωσαν σήμερα Τετάρτη (30/12) υπουργοί της κυβέρνησης, κατά τη διάρκεια συνέντευξης...