在通电方面,研究人员在活植物中创造了循环

谈论花的力量。 研究人员在玫瑰内部制作了柔性电子电路。 最终,这样的电路可以帮助农民窃听他们的庄稼,甚至可以控制他们成熟的时间。 这种进步甚至可以让人们从树木和灌木中获取能量,而不是将它们切割下来并用它们作为燃料,而是通过直接插入光合作用机器。

柔性电子产品由柔韧的有机材料制成。 这使得它们可能与组织相容,并促使研究人员使用它们来诊断和治疗疾病。 “有机电子产品在医疗领域正在蓬勃发展,”瑞典诺尔雪平林雪平大学的材料科学家和电气工程师Magnus Berggren说道,他是设计此类医疗应用的领导者。

大约15年前,Berggren的一位植物生物学同事询问是否有可能将电子设备置于树木内,以便窃听那里的生化过程。 如果是这样,也许他们可以控制,例如,正确地在树开花时。 “我们认为这是一个笑话,”Berggren说。 毕竟,他指出,生物学家已经在基因工程技术方面取得了稳步进展,以控制植物中无数的生化功能。 然而,转基因植物在瑞典获准释放的时间比在美国要困难得多。 “我们觉得这些技术永远不会进入这里的森林和田地,”Berggren说。 因此,几年前,他和他的同事们决定再次给电子工厂看一看。

他们的想法是利用植物自身的建筑和生物学来帮助他们在内部组装设备。 为此,他们的目标是在植物的木质部内部组装基于聚合物的“线”,这种管状木质部将水从植物的茎上运送到叶子上。 他们认为,如果它们能够将导电的聚合物结构单元溶解在水中,那么植物可能会将它们拉到通道上并将它们连接成电线。

Berggren和他的同事尝试了十几种不同的聚合物电子构件。 他们将它们溶解在水中,然后放入玫瑰 - 要么是完整的根,要么是在茎干上切入水中,看看有机物是否会向上邪恶。 所有的构件都堵塞了阀杆的底部或者没有组装成电线。

最后,他们尝试了一种名为PEDOT-S:H的有机电子积木。 这些构件中的每一个都由一个短的,重复的导电有机分子链组成,短链从链的每个环节脱落。 每个臂都具有与氢原子连接的含硫基团。 Berggren的研究小组发现,当他们将它们放入水中时,玫瑰茎很容易将短聚合物链拉到木质部通道上。 Berggren说,完整的植物也将有机物从根部拉出,但速度要慢得多。 进入内部后,这些通道中的化学物质将氢原子从短臂上拉下来,这一变化促使相邻链上的硫基团结合在一起。 结果是无数短聚合物链快速连接在一起长达10厘米的连续串。 然后研究人员将电子探针添加到这些琴弦的两端,发现它们实际上是导线,在整个线路上导电。

一旦 ,Berggren的团队添加了其他 。 正如他们今天在“ 科学进步”杂志上报道的那样,他们继续使用一系列不同的技术来证明他们可以获得有机电子产品,特别是创建一系列像素。 通过对像素施加不同的电压,他们可以改变颜色以创建生动显示。

“听起来真的很酷,”加州帕洛阿尔托斯坦福大学的有机电子专家Zhenan Bao说。 虽然在快速阅读了论文之后,鲍说她不清楚应用程序是什么。

伯格伦说,他也刚刚开始尝试解决这个问题。 他说,一种可能性是将电子传感器嵌入田间的几个植物中,以检测它们何时开始释放激素,这些激素会启动开花过程或植物的其他变化。 这可以使种植者更好地浇水和施肥,以帮助植物。 他补充说,随着时间的推移,甚至可能使用植物电子设备来加速或延迟开花,以保护它们免受恶劣天气的影响。 最后,他说,也许在遥远的未来,有可能利用植物的光合作用能力直接发电,使我们能够在不破坏植物的情况下获得太阳能。