Zombie-Cyborg Holz kann dazu führen, Nachtsicht-Kameras besser


Eine neue so genannte Cyberwood, die weiterhin auch nach seinen Lebensunterhalt arbeiten Komponenten sterben zu technologischen Fortschritten in thermische Nachtsicht-Kameras und Temperatursensoren führen könnte.

Diese "Zombie" Cyborg-Holz ist ein Hybridmaterial aus Tabak geschnürt mit teensy Carbon-Rohren hergestellt, und die ganze Apparat kann wie ein Wärmemelder handeln, selbst nachdem die Pflanzenzellen umgekommen.

Derzeit, spüren elektronische Thermometer und Wärmebildkameras Nachtsicht-Wärme mithilfe von Materialien, deren elektrischer Leitfähigkeit ändert, als die Temperatur ändert. Die verfügbaren Materialien am besten Wärme-Erkennung ändern Sie jetzt ihre elektrischen Leitfähigkeit nur um wenige Prozent pro Grad Temperaturänderung.

Im Gegensatz dazu ist die neue Cyberwood, die die Wissenschaftler erstellt Hunderte Male schneller auf Veränderungen in der Temperatur als die besten künstlichen Materialien, die derzeit in Wärmemelder verwendet. Proben von Cyberwood waren empfindlich genug, um Menschen aus nur ihre Körperwärme aus einer Entfernung von bis zu 31,5 Zoll (80 Zentimeter) entfernt zu erkennen. [Biomimetik: 7 clevere Technologien von der Natur inspiriert]

Herstellung cyberwood

Frühere Forschung hatten ergeben, dass lebende Pflanzen besonders empfindlich auf Temperaturschwankungen sind. Ihre Empfindlichkeit basiert auf das Verhalten von Chemikalien in die Zellwände der Pflanzen. Jedoch verschwindet diese Empfindlichkeit nach der Zellen sterben.

Um ein Material zu erstellen, mit dem Potenzial, wie Pflanzen, Wissenschaftler temperaturempfindliche werden bewässert Tabakzellen mit einer Lösung mit Kohlenstoff-Nanoröhren, beladen hohle Rohre nur Nanometer (Milliardstel Meter) im Durchmesser. Obwohl Kohlenstoff-Nanoröhren nur über die Breite des einen DNA-Strang, sind sie etwa 100-mal stärker als Stahl und nur ein Sechstel so schwer. Darüber hinaus Rivalen ihre leitenden Eigenschaften für Strom und Wärme von den besten Metall Dirigenten.

Die Kohlenstoff-Nanoröhren ein komplexes Netzwerk unter den Pflanzenzellen gebildet und teilweise infiltriert die pflanzlichen Zellwände. Die daraus resultierende Cyberwood eine mikroskopische Struktur verfügt, die aus Naturholz und mechanische Eigenschaften ähnlich denen von Balsam Tanne, Kiefer, eine Art ähnelt, sagten die Forscher in der neuen Studie.

"Wir wollen keine Pflanzen mit Nanotechnologie Ingenieur — wir lassen Pflanzenzellen Nanoengineering, tun", sagte Co-Studienautor Chiara Daraio, Materialwissenschaftler an der ETH Zürich. "Anstatt zu versuchen, Unterkünfte gefunden in biologischen Systemen zu imitieren, erlauben wir biologische Systeme, neue Materialien für uns, mit Eigenschaften nicht erreichbare vor in künstlichen Materialien zu fabrizieren."

Die Kohlenstoff-Nanoröhren diente als permanent elektrisch leitfähige Bahnen, die für Wasser ersetzt, nachdem der Cyberwood entwässert, seine einzigartigen Eigenschaften zu stabilisieren, sogar nachdem die Pflanzenzellen gestorben.

"Es ist möglich zu verewigen, in composite-Materialien kombinieren, die biologischen und synthetische Elemente, Eigenschaften, die häufig nur in lebenden Pflanzen," Daraio erzählte Leben Wissenschaft. [Unglaubliche Tech: wie entwirft man Leben im Labor]

Die Cyberwood erwies sich außerordentlich empfindlich auf Temperatur, mit seiner elektrischen Leitfähigkeit ändern um rund 1.730 Prozent pro Änderung 1,8 Grad Fahrenheit (Wechsel 1 Grad Celsius) bei über Raumtemperatur. Diese Temperaturempfindlichkeit funktioniert am besten bei Temperaturen unter dem Siedepunkt des Wassers, 212 Grad F (100 Grad C), wonach die Cyberwood Struktur begann zu entwirren.

"Die Cyberwood Reaktion auf Temperaturänderungen war so extrem, dass wir zunächst nicht glauben konnte, die Daten", sagte Daraio.

Zukünftige Cyberwood Geräte

Die Kohlenstoff-Nanoröhren in der Cyberwood bleiben hoch elektrisch leitfähig. Dies deutet darauf hin, dass Materialien wie Cyberwood — ein Exemplar der nennen die Forscher "Pflanze Nanobionik" – könnte die Forscher sagten, elektronische Schaltungen für den Einsatz in Geräten, angeschlossen werden.

"Die Erstellung von Nanobionic Materialien, abgeleitet durch die Kombination von lebenden Zellen mit synthetischen Nanostrukturen, einem aufstrebenden Gebiet der Forschung, bietet zahlreiche Möglichkeiten zum Erstellen von Materialien mit Eigenschaften bisher nur in biologischem Material gefunden wird," sagte Daraio.

Die Wissenschaftler fanden auch, dass Feuchtigkeit Cyberwood der elektrischen Reaktion auf Veränderungen in der Temperatur beeinflusst. Dies deutet darauf hin, dass ein Material wie Cyberwood verwendet werden könnte, als einen Temperatursensor, solange die Luftfeuchtigkeit konstant gehalten wird, sowie einem Feuchtesensor, solange die Temperatur konstant gehalten wird.

Cyberwood selbst kann nicht das Material, das in Zukunft Geräte letztendlich landet. Stattdessen mithilfe von Cyberwood zu verstehen, warum die Pflanzen so temperaturempfindlich sind Wissenschaftler "jetzt Hoffnung, aus Pflanzen relevanter Moleküle um neue Materialien mit einem skalierbar und wirtschaftlich Syntheseverfahren, erstellen, gewinnen zu können", sagte Daraio.

"Zum Beispiel, wir uns vorstellen, Erstellung von Materialien mit ebenso extremen Temperaturempfindlichkeit, die auch flexibler, transparenter und sogar biokompatibel sein könnte," Daraio hinzugefügt. "Diese neuen Materialien könnten dann verwendet, um erschwingliche Wärmebildkameras für die Nachtsicht zu erstellen, oder in neuen Temperatursensoren für biomedizinische Anwendungen oder als Sensoren eingebettet in verbrauchernahen Produkten."

Daraio und ihre Kollegen Raffaele Di Giacomo Swiss Federal Institute of Technology und Bruno Maresca der Universität von Salerno in Italien detailliert ihre Ergebnisse online 30. März die Zeitschrift Proceedings der National Academy of Sciences.

Folgen Sie Live Science @livescience, Facebook & Google +.

Verwandte Artikel

Verschmutzung kann dazu führen, dass 40 Prozent der Todesfälle weltweit

Wasser, Luft- und Bodenverschmutzung, zusammen mit anderen Umweltfaktoren tragen zu 40 Prozent aller Todesfälle weltweit jedes Jahr eine neue Studie kommt zu dem Schluss. Bei einer Überprüfung der Forschung in die Wirkungen von Umweltschadstoffen und ande...

Synthetisches Marihuana kann dazu führen, dass Jugendliche nicht mehr reagiert, oder aggressiv sein

Teenager, die synthetisches Marihuana, auch genannt K2 oder Gewürz verwenden, könnte am Ende in der Notaufnahme erlebt einige schwerwiegende Nebenwirkungen, nach einem neuen Fallbericht. Forscher sah drei Fälle von Jugendlichen zugelassen in die Notaufnah...

Einige Jugendliche ahnungslos Sex kann dazu führen, dass die Schwangerschaft

Ich hasse es zuzugeben, aber einer meiner guilty pleasures ist gerade der MTV show, Teen Mom. Es folgt dem Leben von Mädchen, die vorgestellt wurden auf einem anderen MTV-Show 16 und schwanger. Beide Shows zeigen die Schwierigkeiten und Kämpfe als Teenage...

Mobbing - Spanking kann dazu führen, dass es?

Prügel ist eines der Themen, die Eltern in Gruppen unterteilt – laute, rechthaberisch Gruppen haben eine harte Zeit, die Sicht der anderen Seite zu verstehen. Spankers sagen, dass sie nie aus Wut, getroffen, als eine geplante und kontrollierte Ohrfeige ei...

Mars-Wind kann dazu führen, dass Sand Lawinen

Wind auf dem Mars Lawinen auf dem roten Planeten Dünen, die 100 Mal größer sein als alles, was auf der Erde, ausgelöst haben kann, sagen Forscher. Spuren von Sand Lawinen sind offensichtlich in den Norden polar Sand Meer Mars, eines der größten Sand Meere...

Zusammenbruch der großen Pflanzenfressern kann dazu führen, "Leer" Landschaften weltweit

Es geschieht auf der ganzen Welt, von Grasland, Savannen, Wälder, Wüsten. Wilde Ökosysteme der Erde sind Entleerung und verstummen. Große Pflanzenfresser-Zebras, Kamelen, Elefanten, Tapire, Nashörner, Nilpferde – sind nur einige der kultigsten Lebewesen u...

Top 10 schlechte Gewohnheiten, die dazu führen, Falten dass

Denken, dass immer Falten unvermeidlich ist völlig falsch. Diese erschienen, die Anziehungskraft und natürlichen Charme Ihrer Haut zu ruinieren. Es gibt eine Menge von Beauty-Produkten, die wie Anti-Falten Behandlungen wirken. Haut wird durch ungesunde Er...

Dr. Paul Offit, M.D. - der Autor des Autismus des falschen Propheten sagt Impfstoffe nicht dazu führen, dass Autismus - und ja, er kann es beweisen.

Es ist eine Statistik, die bei den Eltern, ständig, fast beiläufig zitiert wird: die Rate der Kinder mit der Diagnose Autismus in den Vereinigten Staaten entspricht direkt der Anstieg der Kindheit Impfungen, die stattgefunden in den letzten zehn Jahren. H...

Routine-Scans können dazu führen, dass Probleme mit der Schilddrüse

Menschen, die gemeinsame Verfahren wie CT-Scans und Angiogramme zu unterziehen, möglicherweise erhöhtes Risiko für Probleme mit der Schilddrüse, laut einer aktuellen Studie. Die Studie ergab, dass Menschen, die intravenöse jodhaltigen Kontrastmitteln, die...

ADHS-Medikamente können dazu führen, dass lang anhaltende Erektionen

Arzneimittel, die üblicherweise zur Behandlung von Aufmerksamkeits-Defizit/Hyperaktivitäts-Störung (ADHS) können eine schmerzhafte Nebenwirkung haben: lang anhaltende Erektionen, nach den neuen Daten. Die Food und Drug Administration (FDA) warnte Verbrauc...

Zuverlässige Harvard Wissenschaftler sagen E-Cig Aromen können dazu führen, dass die "Popcorn-Lunge"

In der verrückten Welt der dampfen Forschung ist es, einen Wissenschaftler zu finden, die durch eine Tabakfirma oder ein Anti-Raucher-Organisation finanziert ist nicht schwer. Allerdings machte ein Team der Harvard-Wissenschaftler in einer staatlich geför...

Neue Linux-Bug konnte dazu führen, dass "eine Menge Kollateralschäden im Internet"

Linux-Anwender auf der ganzen Welt kriechen, um ihre Betriebssysteme aktualisieren, als eine neue Schwachstelle bekannt als GHOST gezeigt wurde, die das Potenzial haben, dazu führen, dass "eine Menge Kollateralschäden im Internet." Der neue Fehl...

Kleinen Atomkrieg würde dazu führen, dass die globale Umweltkatastrophe

SAN FRANCISCO – ein kleinen, regionalen Atomkriegs stören könnte das globale Klima für ein Jahrzehnt oder mehr, mit Auswirkungen auf die Umwelt, die für jeden auf der Erde, verheerend sein könnten Forscher festgestellt haben. Der Wissenschaftler sagte, da...

IOC warnt: Nahrungsergänzungen können dazu führen, dass positive Drogentests

Das Internationale Olympische Komitee hat davor gewarnt, dass die Athleten zu meiden Nahrungsergänzungsmittel, die für eine Flut von positiven Drogentests auf das verbotene Steroid Nandrolon getadelt worden. Die Ergänzungen wurden beschrieben als "vö...