科學家已經找到如何將導電溶液注入玫瑰切條中,並使其在莖、葉和花瓣中自發形成導線,從而形成功能齊全的玫瑰花。超級電容器用於能量儲存。
所謂的 e-Plant 能夠充電數百次而不會影響性能,發明背後的團隊表示,有一天它可以讓我們在活體植物內創建燃料電池或自主能源系統。
“幾年前,我們證明了創建電子工廠、‘發電廠’是可能的,但現在我們已經證明這項研究具有實際應用,”團隊成員之一說道,瑞典林雪平大學的馬格努斯·伯格倫。
“我們不僅證明了能量存儲是可能的,而且我們還可以提供性能卓越的系統。”
早在2015年,團隊透過在其靜脈中填充導電聚合物溶液並將材料編織到其活體組織中,製作了第一朵機器人玫瑰。
正如 Aviva Rutkin 報導的那樣新科學家當時,這最終比聽起來要困難得多,因為他們必須找到一種具有良好導電性、對植物無毒、並且不會堵塞或無法粘附到內表面的材料它的靜脈,稱為木質部。
他們終於找到了一個行之有效的解決方案——聚醚多酯,或聚(3,4-乙撐二氧噻吩)-並將普通花園玫瑰插條浸泡在其中。
在短短兩天內,他們發現導電聚合物已被吸收到其靜脈網絡中,當他們去除莖基部的外部組織時,他們發現真正的聚合物線穿過玫瑰的互聯網木質部網絡。
透過將金電極和探針放置在玫瑰切口的末端和中間,團隊創建了一個功能齊全的電晶體。他們將其連接到外部電阻並成功地通過它:
伯格倫描述到新科學家 當他的團隊之一 Eleni Stavrinidou 展示最終結果的那一刻。
“當埃萊妮向我展示這些美麗的顯微鏡照片時,我們立即明白:我們可以用它製作電路,”他說。 “性能、電線的形狀都非常出色,令人難以置信。”
快進到今天,研究人員又向前邁進了一步。
他們成功地調整了聚合物溶液,使其能夠自主地擴散到整個植物,包括葉子和花瓣,而不僅僅是先前實驗中莖的局部區域。
這種名為ETE-S 的新型凝膠不僅分散在切割的整個血管組織中,而且當它凝固成電線時,它們的電導率比以前的e-Plant 中的電導率高出兩個數量級,並保留了高電導率。
當他們觀察玫瑰組織內部時,研究人員發現聚合物溶液已經滲透到其血管壁,位於細胞壁和質膜之間。
這使得他們能夠透過沿著莖放置幾個超級電容器(用於許多不同類型的電子產品以儲存大量電能的強大組件),將電線網路變成功能齊全的電子設備。
為此,研究小組使用電線作為電極,並將它們之間的植物組織作為電極電解質分離器- 物理隔離電極以防止短路的滲透膜。
他們能夠在重複的充電週期中運行 e-Plant,而不會損失任何效率。
“我們已經能夠為玫瑰反复充電數百次,而設備的性能沒有任何損失,”斯塔夫里尼杜在新聞聲明中說。
「我們所實現的能量儲存水平與[傳統]超級電容器處於同一數量級。該工廠無需對系統進行任何形式的優化,就有可能為我們的電力提供動力。離子泵浦例如,以及各種類型的感測器。
研究人員的下一步是讓這項技術在活的玫瑰中發揮作用——而不僅僅是插條——這樣就可以真正實現在森林植被或蔬菜田裡種植原始電子系統來收集能量的可能性。
這是對未來的一種奇妙或反烏托邦的看法,取決於你如何看待它,但這個電子工廠讓我們更近了一步。
電腦科學家安德魯·阿達馬茨基 (Andrew Adamatzky) 一直在英國布里斯托爾機器人實驗室對生菜幼苗施加電壓,告訴新科學家2015年,“在很遙遠的未來——無論是我們自己還是我們的孩子都不會看到這一點——我們可以在我們的花園裡種植蔬菜電腦。”
該研究發表於美國國家科學院院刊。