Ученые создали электрические цепи внутри растений

Растения — основа жизни на Земле. Можем ли мы лучше использовать энергию живых растений сегодня? Один из способов — превратить их в природные солнечные электростанции. Новое исследование из Финляндии рассматривает возможность использования энергии растений напрямую, превращая их внутренние структуры в электрические цепи.

Растения содержат заполненные водой трубки — ксилемные элементы, которые переносят воду от корней к листьям. Исследователи, чья работа опубликована в PNAS, разработали химическое вещество ETE-S, которое вводили в срез розы. Оно образует твердый материал, способный проводить и накапливать электричество.

Ранее в экспериментах использовали химическое вещество PEDOT для формирования проводящих проводов в ксилеме, но оно не проникало дальше. Молекула ETE-S образует аналогичные электрические проводники, но также может переноситься потоком воды через всю ксилему.

Метод был настолько похож на эксперимент с пищевым красителем, что ученые могли видеть по цвету, куда в растении переместился их электрический проводник.

В результате в листьях и лепестках сформировалась сложная электронная сеть, окружающая клетки и повторяющая их рисунок. Образовавшиеся провода проводили электричество в сто раз лучше, чем провода из PEDOT, а также могли накапливать электрическую энергию, как электронный компонент конденсатор.

E-растения

Эффективность формирования этих электрических сетей удивила даже разработчиков. Это связано с тем, что при обработке роз ETE-S они вырабатывали те же реактивные химические вещества, которые используют для уничтожения вторгающихся микроорганизмов. Эти химические вещества значительно улучшили формирование твердого электрического проводника внутри растения по сравнению с лабораторными тестами.

Перед тем как это открытие раскроет свой потенциал, предстоит решить задачи. Самое важное — найти способ доставки ETE-S (или улучшенного вещества) в неповрежденные живые растения. Однако создание «e-растений» — растений со встроенными электронными схемами — теперь выглядит гораздо ближе.

Возможное применение

• «Зеленый» источник энергии: Самая захватывающая перспектива — объединить электрическое накопление и схемы e-растений с возможностью напрямую использовать энергию фотосинтеза.
• Изучение растений: Технология позволит лучше «подслушивать» электрические сигналы, которые растения используют для контроля клеток и передачи сообщений между своими частями. Возможно, в будущем мы сможем отправлять растениям инструкции, например, включать системы защиты при риске заболевания.
• Растения как машины: Посевы смогут сообщать о нехватке воды, удобрений или атаке насекомых, что повысит эффективность сельского хозяйства. В перспективе технология позволит даже регулировать аромат цветка в соответствии с настроением.