Учёные из Швеции получили розы, оснащённые транзисторами и электродами, внедрив в растения совместимые с биологическими тканями проводящие материалы. Одна из модифицированных роз оснащена простой цифровой схемой, проходящей через её стебель: лист такой розы меняет цвет в зависимости от подаваемого на него напряжения.
Сама идея создания бионических растений не нова. Так, в 2014 году инженер-химик Майкл Страно (Michael Strano) из Массачусетского технологического института поместил в хлоропласты шпината углеродные нанотрубки. По его словам, это увеличило скорость фотосинтеза растений, так как нанотрубки поглощали свет на тех длинах волн, что недоступны хлоропластам. Однако шведская команда впервые заключила в растения все компоненты электронной схемы, в том числе транзисторы (полупроводниковые переключатели).
Команда под руководством профессора Магнуса Берггрена (Magnus Berggren) начала с того, что поместила срезанные розы в раствор проводящего полимера PEDOT, который растворяется в воде и обычно используется при изготовлении печатной электроники.
Из-за капиллярного эффекта полимер поднимался вверх по сосудистой ткани розы – ксилеме. В ней вещество фактически создавало микропровода, некоторые из которых достигали 10 сантиметров в длину. Исследователи присоединили к этим проводам золотые преобразователи, также покрытые PEDOT, таким образом создав отдельные транзисторы и простую цифровую схему. Электрические характеристики таких транзисторов соответствовали привычным для остальных печатных схем на основе PEDOT.
Далее исследователи накачали листья раствором, в котором PEDOT был смешан с нановолокнами целлюлозы. Используя вакуум, они выкачали воздух из тканей, а затем наполнили оставшиеся пустоты раствором PEDOT. При подаче напряжения бионические листья изменяли цвет на голубоватый.
Учёные полагают, что впоследствии эти нововведения позволят манипулировать растениями, например, вызывать усиленный рост благодаря встроенным электронным схемам.
Эксперимент впоследствии был повторён не со срезанными розами, а с живыми, и растения до сих пор чувствуют себя нормально (спустя месяц после эксперимента).
Исследователи из Линчёпингского университета (Linköping University) создали эти розы как инструмент для биологов, позволяющий изучать и регулировать физиологию растений. По сути, электронные схемы являются растительным эквивалентом медицинских имплантатов вроде кардиостимуляторов. Электронные компоненты также могут стать частью инженерных растений будущего, благодаря которым отпадёт необходимость манипулировать ДНК представителей флоры.
В настоящее время группа шведов сотрудничает с биологами для разработки приложений с целью мониторинга физиологии растений. Берггрен также планирует понять, можно ли с помощью такой системы превратить растения в живые топливные элементы.
Научная статья шведских специалистов была опубликована журналом Science Advances.
