Цветы-киборги: инженеры превратили розу в накопитель энергии

Проводимость у нового полимера ETE-S в разы выше по сравнению с предыдущим аналогом. Перезаряжать розу без каких-либо потерь можно сотни раз.
Фото Linkoping University.

Растения являются источником пищи и, соответственно, энергии для многих живых организмов на Земле. Но может ли обычный цветок снабдить человека электрической энергией? Такая идея, когда-то казавшаяся фантастической, недавно была воплощена в реальность.

Учёные из Университета Линчёпинга (Швеция) превратили розу в устройство, которое способно накапливать энергию. Цветок, правда, был не совсем обычный, точнее, он стал не совсем обычным после некоторых манипуляций.

В 2015 году та же команда создала первую бионическую розу с электронной "начинкой", внедрив в растение совместимые с биологическими тканями проводящие материалы. Тогда исследователи поместили срезанные розы в раствор проводящего и нетоксичного для растений полимера PEDOT, который используется при изготовлении печатной электроники. Из-за капиллярного эффекта полимер поднимался вверх по сосудистой ткани розы – ксилеме. В ней вещество фактически создавало микропровода длиной до десяти сантиметров.

Затем к этим "проводам" инженеры присоединили золотые преобразователи, также покрытые PEDOT, таким образом создав отдельные транзисторы и простую цифровую схему. При этом по характеристикам такое устройство не уступало обычным печатным схемам на основе PEDOT.

Аналогичный эксперимент удался и с живыми (несрезанными) цветами. В дальнейшие планы команды входило создание живых аккумуляторов, и вот теперь шведские учёные заявили, что им это удалось.

По словам специалистов, на следующем этапе они усовершенствовали полимер. Теперь новый жидкий проводник под названием ETE-S способен распределяться не только внутри стебля, но и по всему растению, причём он полимеризуется внутри розы без какого-либо воздействия извне.

Проводимость у нового полимера в разы выше, отмечают авторы. "Мы смогли зарядить розы неоднократно, сотни раз без каких-либо потерь производительности устройства. Уровни накопления энергии достигали той же отметки, что в суперконденсаторах", — рассказала соавтор исследования Элени Ставриниду (Eleni Stavrinidou).

"Несколько лет назад мы показали, что можно создавать электронные растения, а теперь мы продемонстрировали их практическое применение. Мы не только показали, что подобное накопление энергии возможно, но и что мы можем поставлять системы с отличной производительностью", — добавляет один из авторов работы Магнус Берггрен (Magnus Berggren).

Как отмечают авторы, систему потенциально можно использовать для обеспечения энергией ионных насосов и различных типов датчиков. Но, пожалуй, самая захватывающая возможность — это использовать энергию фотосинтеза, чтобы превратить растения в "зелёный" (во всех смыслах) альтернативный источник энергии.

Впрочем, для начала команда планирует добиться той же производительности системы в живом, а не срезанном растении. В будущем это откроет огромные перспективы для сельского хозяйства. Как справедливо заметил в 2015 году английский инженер Эндрю Адамацкий (Andrew Adamatzky), возможно, выращивать в своих садах "растительные компьютеры" скоро станет обычным делом.

Подробнее о создании "розы-киборга" рассказывает научная статья, опубликованная в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

Напомним, что ранее "Вести.Наука" писали о трансгенных тополях, которые могут стать альтернативным источником биотоплива, о генетически модифицированных растениях, которые смогут заменить светильник, а также о бионическом листе, способном превращать в жидкое топливо свет.

Сегодня