Внедрение наноматериалов позволит превратить обычные растения в высокочувствительные фильтры. Эта же технология, которую разработали австралийские ученые, поможет создать сорта растений для культивирования на других планетах или в космосе.
Писатели-фантасты давно мечтают о гибриде человека и машины с невероятными способностями. Однако, возможно, намного раньше реальностью станут «растения-киборги» с интегрированными наноматериалами.
Первый шаг к их созданию сделали исследователи из Мельбурнского университета, о работе которых рассказывает Science Daily. Они решили внедрить в растения пористые металлоорганические композиционные полимеры (МОКП). Эти структуры, состоящие из ионов металлов и органических молекул, представляют собой пористые кристаллы, способные поглощать, хранить и высвобождать другие соединения.
Химики синтезировали уже несколько тысяч различных МОКП, которые могут применяться для улавливания парниковых газов, доставки лекарств и других нужд.
Внедрение таких структур в растения придало бы им новые необычные свойства. Например, такие растения смогут эффективнее улавливать свет или служить надежными химическими датчиками, которым не нужно питание.
Как это работает
МОКП слишком велики, чтобы впитаться естественным путем через корни, поэтому команде пришлось «скормить» растениям молекулы-предшественники. Для этого они добавили в воду соли металлов и органические молекулы, а затем поместили в нее черенки или целые растения.
По сосудистой системе растений молекулы-предшественники проникли внутрь тканей, где сформировали два типа флуоресцентных кристаллов-индикаторов.
В эксперименте обрезанные стебли лотоса с внедренными МОКП смогли обнаружить небольшие концентрации ацетона в воде и отреагировать ослаблением флуоресценции.
Исследователи полагают, что из подобных «растений-киборгов» получатся отличные индикаторы летучих химических веществ, например, взрывчатки.
Кроме того, произведенные в растениях МОКП могут превратиться в покрытие для преобразования ультрафиолетового излучения в видимый свет, пригодный для фотосинтеза. Это свойство будет полезным при выращивании сельскохозяйственных культур за пределами Земли — например, на Марсе, атмосфера которого почти не задерживает УФ-излучение. Предварительные эксперименты уже подтвердили перспективность подхода.
Journal information