在植物里制造電路

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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）