世界第一朵電子玫瑰誕生:像顯示器一樣變色


你能找到不同之處嗎?研究團隊開發出一種能形成電子迴路的導電凝膠,通過將凝膠注射到葉片中,研究人員就能控制植物的顏色。

瑞典科學家開發出了功能齊全的電子植物,通過將數字化的電子迴路整合到活體植物內部,從而控制葉片顏色的改變。利用植物用來輸送水分和養料的脈管系統,研究人員在植物內部搭建出電子迴路的關鍵部分。
北京時間11月25日消息,據英國《每日郵報》報道,瑞典科學家近日發明了一種電子玫瑰。他們用電子迴路取代了植物中用於輸送水分和養料的脈管系統。據稱,這種電子植物在未來或許能成為環境的指示物,甚至能根據人的命令改變顏色。
通常情況下,植物依賴半導性聚合物來進行離子和生長素的運輸。在有機系統中,這種相互作用的過程很緩慢。在Magnus Berggren教授的帶領下,瑞典林雪平大學有機電子實驗室的科學家對如何調節植物的生理學特性進行了研究。
“在此之前,我們沒有測量活體植物中各種分子含量的有效工具,”研究共同作者、于默奧植物科學中心(Ume? Plant Science Center)植物繁殖生物學教授Ove Nilsson説,“現在我們能夠對植物中調節生長和發育的各種物質施加影響。在這裏,我看到了深入瞭解植物的巨大可能性。”
Berggren教授從20世紀90年代開始就對紙上印刷電子展開研究,他想將這些方法應用到植物上,但是缺乏足夠的研究資助。2012年,來自克努特和愛麗絲? 瓦倫堡基金會的資助終於使Berggren教授的想法得以實現。他擴充了自己的研究團隊,並取得了一些關鍵的成果。
Roger Gabrielsson發現,聚合物PEDOT-S被玫瑰吸收之後,能轉化為一種水凝膠。在玫瑰體內,這種聚合物沿着脈管系統形成了一層薄膜。另一位研究者,Eleni Stavrinidou成功地使植物產生厚的導電聚合物膜,形成類似晶體管的結構。“我們已經獲得了完美的測量數值,表明它確實是一個功能齊全的晶體管。”之後,利用真空滲透方法,Gomez將另一種PEDOT聚合物的變體和納米纖維素纖維輸入到玫瑰內部。
這些纖維能形成類似海綿的三維結構,聚合物可以填充到其中許多微小的空隙中。在電壓作用下,聚合物與用鉛固定的離子發生相互作用,使聚合物的顏色發生改變。研究者Eliot Gomez説:“我們能創造出葉片顏色會改變的電子植物,這很酷,但可能沒那麼有用。”
儘管還是在初級階段,但這項研究的目標是將這些技術應用到可持續能源發展,以及植物與環境交互作用的研究中。“就我們目前所知,以往還沒有任何已發表的研究提到了植物體內產生的電,” Berggren教授説,“現在我們可以開始真正地談論‘能源植物’,我們可以在植物中放置傳感器,也可以利用葉綠體內形成的能量,或者製造新的材料。一切都是自然而然地發生,而且我們利用的是植物自身非常完善、獨特的系統。”(任天)