Cyborg-Rosen mit selbst wachsenden Schaltungen verdrahtet


Wissenschaftler haben eine Art Cyborg Blume erstellt: lebende Rosen mit kleinen elektronischen Schaltkreisen, die durch ihre Gefäßsysteme eingefädelt.

Die winzige elektronische Polymere sind in das Werk eingefügt, dann fast wie von Zauberhand Dank der Rose interne Struktur selbst zusammensetzen.

"In gewisser Weise ist die Pflanze, um die elektronische Geräte zu organisieren helfen", sagte Koautor der Studie Magnus Berggren, eine organische Elektronik-Forscher an der Universität Linköping in Schweden. [Biomimetik: 7 clevere Technologien von der Natur inspiriert]

Die seltsame Cyberplants könnte eines Tages sagen, Blumen wann blühen um eine drohende Frost zu vermeiden, oder zu setzen, Hormone, um eine Dürre zu verhindern ermöglichen.

Eine Pflanze Verhalten optimieren

Berggren und seine Kollegen haben tatsächlich versucht, elektronische Anlagen für über ein Jahrzehnt zu machen. Das Team konzentrierte sich auf Rosenbusch, weil sie alle Elemente eines Baumes haben — wie Rinde, Blätter, Blattstiele (Stiele, die Blätter mit den Pflanzenstängel verbinden) und ein unverwechselbares Wurzelsystem – aber sie sind kompakt, robust und erhältlich in jeder Ecke Blumenladen.

Aber jede elektronische Zutat, das Team hat versucht, einen Fehler zu haben schien. Einige spornte der Pflanze toxische Verbindungen, Vergiftungen im Wesentlichen das Werk zu veröffentlichen. Andere verstopft das Xylem oder der Aderhaut, benutzt, um Wasser innerhalb einer Anlage zu transportieren.

Eine Rose von einem anderen Namen

Das Team entschied sich immer wieder versuchen mit anderen Materialien. Führen Autor Eleni Stavrinidou, Postdoktorand in Berggren Labor, schneiden Sie die Stiele der Rosen und setzte dann die Rosen in eine Lösung mit einer Variante des Namens PEDOT organisches Polymer-poly(3,4-ethylenedioxythiophene)-S:H, die gute elektrischen Leitfähigkeit, wenn Feuchtigkeit versorgt hat.

Nachdem die Schnittblumen in der PEDOT-Lösung getränkt hatte-S:H für ein oder zwei Tage, das Team geschält zurück die äußeren Schichten der rose Rinde, enthüllt winzige "Drähte" des organischen Polymeren, die bis 2 Zoll (5 Zentimeter) in den Stamm schlängelte hatten die Forscher berichteten 20 November im Journal Wissenschaft Fortschritte.

"Es gab einen Moment während der Vorführung als Eleni [der Erstautor] uns diese schöne Drähte zeigte," sagte Berggren Leben Wissenschaft. "Als ich die sah, verstand ich sofort war es möglich, elektronische Schaltungen zu machen."

Ein paar Tage später, zeigte das Team, dass die Drähte elektrischen Leitfähigkeit hatte. Seitdem haben die Forscher auch selbstorganisierende Reihe von Transistoren, eines der grundlegenden Elemente eines Sensornetzwerkes erstellt.

"Wenn wir die Sensoren in mit Applikationshilfen Kombination, wir könnten eine neuronale System zur Aufzeichnung und spüren und die Physiologie der Pflanze zu regulieren," sagte Berggren.

Bisher haben die Forscher elektrische Netzwerke bis zu 8 Zoll (20 cm) lang und haben leicht unterschiedliche Techniken zum Einbetten von Stromkreisen in Anlagen mit einer anderen Struktur, wie Sellerie, Berggren, sagte verwendet.

Selbstüberwachende Pflanzen

Das neue integrierte Sensornetzwerk könnte eines Tages verwendet werden, um zu verhindern, dass Blumen blühen, wenn Frost auf dem Weg ist. Es auch verwendet werden könnte, um bevorzugt eine Pflanze Produktivität zu verbessern, wenn die Wetterbedingungen stimmen, sagte Berggren.

Natürlich nutzen Wissenschaftler routinemäßig Gentechnik, um die Wasser-Anforderungen, Blüte und Winterhärte von Pflanzen zu verändern. Gentechnische Veränderung von Pflanzen ist sicher, gut verstanden und sehr einfach zu tun. Warum also die Mühe der Einbettung von Elektronik für den gleichen Zweck gehen?

Ändern einige Eigenschaften wie Blütezeit, auch störend auf ein Ökosystem, dauerhaft, geschieht möglicherweise vor allem, wenn diese Änderungen durch Wälder und Felder, Berggren ausbreiten konnte. Aber ein elektronischer Schalter umkehrbar sein würde, sagte er. Letztendlich sieht Berggren Pflanzen der Zukunft Kombination von Gentechnik und elektrische Sensoren, sagte er.

Für Nahrungspflanzen müssten die Wissenschaftler zeigen, dass organische Polymere machen es in die Früchte, Samen oder essbaren Teilen der Pflanze nicht. Und letztlich das Team hofft mit biologischen Chemikalien, wie z. B. Chlorophyll, elektronischen Schaltungen, die Möglichkeit einer Kontamination der Umwelt dadurch umgehen erstellen Berggren sagte.

"Wir können Materialien in Werken zu Halbleitern und Leitern zu verfeinern, und setzen Sie sie zurück in Pflanzen, Geräte zu werden", sagte Berggren.

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