科學(xué)家成功設(shè)計(jì)出能發(fā)送電子郵件的菠菜

據(jù)外媒報(bào)道，這聽起來可能像是未來科幻電影中的場(chǎng)景，但科學(xué)家們已經(jīng)成功設(shè)計(jì)出能發(fā)送電子郵件的菠菜植物。來自美國麻省理工學(xué)院（MIT）的工程師們通過納米技術(shù)將菠菜轉(zhuǎn)化成能探測(cè)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(xué)家。

當(dāng)菠菜根部檢測(cè)到地下水中含有硝基芳烴（一種經(jīng)常在地雷等爆炸物中發(fā)現(xiàn)的化合物）時(shí)，植物葉子中的碳納米管就會(huì)發(fā)出信號(hào)。之后紅外線攝像機(jī)會(huì)讀取信號(hào)并向科學(xué)家發(fā)送電子郵件提醒他們。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)是一個(gè)更廣泛研究領(lǐng)域的一部分，該領(lǐng)域涉及到將電子元件和系統(tǒng)改造成植物。這項(xiàng)技術(shù)被叫做“植物納米仿生”，其能有效地賦予植物以新的能力。

領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的Michael Strano教授指出，植物是非常優(yōu)秀的分析化學(xué)家，它們?cè)谕寥乐袚碛幸粋€(gè)廣泛的根系網(wǎng)絡(luò)，不斷對(duì)地下水進(jìn)行取樣并擁有一種將水輸送到樹葉中的自我供能方式。另外他還補(bǔ)充道：“這是我們?nèi)绾慰朔参锖腿祟悳贤ㄕ系K的一次新穎展示。”

雖然這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的目的是探測(cè)爆炸物，但Strano和其他科學(xué)家認(rèn)為，它可以用來幫助警告研究人員污染和其他環(huán)境狀況。

由于植物從周圍環(huán)境中吸收了大量的數(shù)據(jù)，所以它們處于監(jiān)測(cè)生態(tài)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(cè)一氧化氮--一種由燃燒引起的污染物。

“植物對(duì)環(huán)境的反應(yīng)非常靈敏。它們?cè)缭谖覀冎熬椭罆?huì)發(fā)生干旱。它們可以檢測(cè)土壤和水勢(shì)性質(zhì)的微小變化。如果我們能夠利用這些化學(xué)信號(hào)通路則就可以獲取大量信息，”Strano說道。

當(dāng)菠菜沒有為給研究人員發(fā)郵件忙碌的時(shí)候，它似乎也掌握著為燃料電池有效供電的關(guān)鍵。

科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)菠菜轉(zhuǎn)化成納米碳片時(shí)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(jié)能的替代品，鋰離子電池通常用于智能手機(jī)等商業(yè)產(chǎn)品。

而菠菜之所以被選中是因?yàn)樗缓F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(duì)菠菜進(jìn)行清洗、榨汁并磨成粉末然后將其從可食用的形態(tài)轉(zhuǎn)化為適合這一過程的納米薄片。

“我們測(cè)試的方法可以從菠菜中生產(chǎn)出高活性碳基催化劑，菠菜是一種可再生生物質(zhì)。事實(shí)上，我們相信它在活性和穩(wěn)定性方面都優(yōu)于商用鉑催化劑，”領(lǐng)導(dǎo)這一研究的Shouzhong Zou教授說道。
責(zé)編AJX