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导管变导线,植物体内也能造电路了!

说到植物导电,你可能会首先想到土豆电池、柠檬电池这样的小实验。的确,由于电解质的存在,植物组织本身就有一些的导电性,不过这离有序的电路还差得很远。

那么,在植物体内能建起真正的电路吗?这个问题听起来脑洞很大,但还真有研究者将它变成了现实。最近,在《科学进展》(Science Advances)期刊上,来自瑞典的一组研究者就发表了他们第一次成功做出“植物电路”的成果[1]。而且,他们所做的事情可不是植入一两根导线,而是将植物体内的导管系统整个变成了一个“电路网”——不知道这样的导线提取出来,能不能当成“纯天然植物提取物”去卖呢。

图片来自:Eliot Gomez/Linköping University

要想在植物体内布上导线可不是件容易的事情,如果把金属电线一根根塞进去,植物自然也就活不了。为了不对植物组织造成影响,研究者们选择了导电高分子聚合物作为“电线”材料。只要这些聚合物能够随着导管吸收扩散并附着在管壁上,那么最终就可以在植物体内形成一个导电线路网了。

研究者们选择了卵果蔷薇(Rosa floribunda)的鲜切花作为实验对象。他们把花枝浸入聚合物溶液中,让导电聚合物通过木质部的导管充分扩散,最终在植物体内形成凝胶状的导电线路。这听起来似乎非常简单,不过单是找到合适的聚合物材料就颇费了一番功夫:有的材料把导管整个堵住了,有的没法顺利地扩散,有的更是在聚合过程中直接把植物搞死了。最终,一种名为“PEDOT-S”(PEDOT即聚二氧乙基噻吩)的导电聚合物顺利完成了任务,显微镜观察和电导率测定显示,这种材料能够成功地在活体植物的木质部中形成长长的凝胶状“导线”,而且这些线路的导电性能也很不错。研究者尝试用植物体内的这些“导线”制作了简单的有机电化学晶体管(OECT)和数字电路。他们表示,这些“植物电路”的表现可以与导电聚合物制作的常规印刷电路相提并论。

除此之外,研究者们还尝试用导电聚合物和纳米纤维素材料对蔷薇叶片进行处理,在施加电压之后,在这些导电叶片上还可以观察到电致变色现象。由此可见,在这种技术之下,植物体也显示出了变成电路和电子元件一部分的潜力。

这项新奇的研究引起了材料学家们的注意,不过他们似乎还没有想好如何将它投入应用。“这看起来很酷,但我不清楚它的意义何在。不过我猜这就是科学和科学的好奇心吧。”斯坦福大学材料学教授鲍哲楠给出了如此评价[2]。不过,论文作者还是给出了很多美好的设想:“导电植物”或许能够帮助我们对活体植物进行检测,它可能也会成为基因、化学物质之外调控植物生长的一种新方式。现在,研究者们也在与生物学家合作进行后续研究。(编辑:窗敲雨)

参考资料:

  1. http://advances.sciencemag.org/content/1/10/e1501136
  2. http://www.nature.com/news/bionic-roses-implanted-with-electronic-circuits-1.18851?WT.mc_id=TWT_NatureNews
The End

发布于2015-11-25, 本文版权属于凤凰网(guokr.com),禁止转载。如有需要,请联系凤凰

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