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植物學(xué)碰撞電子技術(shù)
通常來說,植物學(xué)和電子計(jì)算機(jī)技術(shù)是不搭界的兩個(gè)領(lǐng)域,但是現(xiàn)在一項(xiàng)新的技術(shù)卻將二者結(jié)合起來,讓植物能夠與電子技術(shù)交互。瑞典大學(xué)的研究人員通過向月季的莖中注入導(dǎo)電的聚合物,成功利用月季花創(chuàng)造出一個(gè)植物電路。這項(xiàng)研究開啟了植物電路的科技大門。
生命組織往往可以傳導(dǎo)電流,植物也不例外。植物的能量細(xì)胞將光合作用吸收的能量轉(zhuǎn)化為生物能,在傳導(dǎo)電流中可以發(fā)揮重要作用,但還需要其他物質(zhì)的介入才能達(dá)到更高的導(dǎo)電效果。
神秘材料PEDOT
研究團(tuán)隊(duì)努力想要尋找一種適合的生物導(dǎo)體材料。這種材料需要具備水溶性以及將電流從植物莖管中傳導(dǎo)至導(dǎo)線的能力。研究人員用許多材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)多數(shù)材料對(duì)植物具有毒性,會(huì)阻塞在植物的莖管中,影響其生存。經(jīng)過無數(shù)次實(shí)驗(yàn),最終,他們找到了一種合適又無毒的材料PEDOT。這是一種可導(dǎo)電的高分子聚合物,可以傳輸電力而不影響植物養(yǎng)料的輸送。
研究團(tuán)隊(duì)將月季花花莖浸在聚合物液體里,幾天之后聚合物分子就像生物膠一樣充盈在月季花花莖之中。剝開其莖部外皮,可以看到在花莖內(nèi)部出現(xiàn)了暗色的木質(zhì)線,這些木質(zhì)線的作用就像半導(dǎo)體晶體管。晶體管的出現(xiàn)曾經(jīng)給電子技術(shù)帶來過一場非凡革命,由它發(fā)展出后來廣泛使用的集成電路、微處理器等電子元件,成為計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展必不可少的重要組成部分?;蛟S以后我們可以利用植物中這種木質(zhì)線結(jié)構(gòu),組合構(gòu)建有效的植物電路甚至生物計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
植物電路的未來之路
研究團(tuán)隊(duì)希望今后能夠研發(fā)一種植物電路,能夠感知和記錄植物中激素水平的變化,并且可以通過這種電路系統(tǒng),讓植物的生理特性按照人要求的方向去發(fā)展,像轉(zhuǎn)基因技術(shù)一樣在植物控制技術(shù)方面發(fā)揮重要作用。比如,設(shè)計(jì)一種植物電子電路,對(duì)樹木施加影響,讓它們的生長期縮短,快速成材,這將會(huì)對(duì)造紙業(yè)大有裨益。
這項(xiàng)技術(shù)的魅力在于它將打開一個(gè)奇異新世界的大門。人們一直以來都是用死板的各種機(jī)械元件來構(gòu)建和升級(jí)科技,而在未來,也許我們能利用有生命的植物設(shè)計(jì)出具有一定功能的電子電路。我們的孩子們或許有機(jī)會(huì)看著院子里的植物成長為神奇的計(jì)算機(jī)。
(摘自2018年01期《科學(xué)之謎》,本刊有刪改)