科學家教會菠菜“發送”電子郵件
據外媒報導,這聽起來可能像是未來科幻電影中的場景,但科學家們已經成功設計出能發送電子郵件的菠菜植物。來自美國麻省理工學院(MIT)的工程師們通過納米技術將菠菜轉化成能探測爆炸物的傳感器,這些植物則通過無線的方式將這些信息反饋給科學家。
當菠菜根部檢測到地下水中含有硝基芳烴(一種經常在地雷等爆炸物中發現的化合物)時,植物葉子中的碳納米管就會發出信號。之後紅外線攝像機會讀取信號並向科學家發送電子郵件提醒他們。
這個實驗是一個更廣泛研究領域的一部分,該領域涉及到將電子元件和系統改造成植物。這項技術被叫做“植物納米仿生”,其能有效地賦予植物以新的能力。
領導這項研究的Michael Strano教授指出,植物是非常優秀的分析化學家,它們在土壤中擁有一個廣泛的根系網絡,不斷對地下水進行取樣並擁有一種將水輸送到樹葉中的自我供能方式。另外他還補充道:“這是我們如何克服植物和人類溝通障礙的一次新穎展示。”
雖然這項實驗的目的是探測爆炸物,但Strano和其他科學家認為,它可以用來幫助警告研究人員污染和其他環境狀況。
由於植物從周圍環境中吸收了大量的數據,所以它們處於監測生態變化的理想位置。
Strano在植物納米生物研究的早期階段利用納米粒子讓植物成為污染物的傳感器。通過改變植物的光合作用方式使其能檢測一氧化氮–一種由燃燒引起的污染物。
“植物對環境的反應非常靈敏。它們早在我們之前就知道會發生乾旱。它們可以檢測土壤和水勢性質的微小變化。如果我們能夠利用這些化學信號通路則就可以獲取大量信息,”Strano說道。
當菠菜沒有為給研究人員發郵件忙碌的時候,它似乎也掌握著為燃料電池有效供電的關鍵。
科學家們發現,當菠菜轉化成納米碳片時可以作為一種催化劑以幫助提高金屬-空氣電池和燃料電池的效率。
金屬-空氣電池是鋰離子電池的一種更節能的替代品,鋰離子電池通常用於智能手機等商業產品。
而菠菜之所以被選中是因為它富含鐵和氮,這兩種元素是化合物中起到催化劑作用的重要元素。研究人員必須對菠菜進行清洗、榨汁並磨成粉末然後將其從可食用的形態轉化為適合這一過程的納米薄片。
“我們測試的方法可以從菠菜中生產出高活性碳基催化劑,菠菜是一種可再生生物質。事實上,我們相信它在活性和穩定性方面都優於商用鉑催化劑,”領導這一研究的Shouzhong Zou教授說道。