Las primeras plantas cborg: desarrollan circuitos electrnicos en tallos y races

Un laboratorio sueco desarrolla rosas y plantas de frijoles cborg: con circuitos electrnicos en el tallo y las races que permiten conducir la electricidad y almacenar energa

Ser posible enchufar la televisin a las plantas del saln? Almacenar energa en las races de los frijoles?  Sera posible que que un ramo de rosas sirviera como lmpara?

La bioelectrnica es la combinacin de dispositivos electrnicos con tejidos biolgicos vivos, y ha dado sus primeros frutos logrando que plantas desarrollen circuitos electrnicos.

Fusionar mquinas y animales ya no es solo ciencia ficcin, ah estn las cucarachas cyborg, y mltiples ejemplos de laboratorio. En el laboratorio de Electrnica Orgnica de la Universidad de Linkping en Suecia llevan dcadas tratando de desarrollar plantas ciborg, con circuitos electrnicos en sus tallos y races. Lo han logrado.

Primero intentaron incorporar circuitos electrnicos en los rboles, y abandonaron el proyecto por falta de financiacin, pero en 2015, tal y como mostraron en un  estudio publicado en Science Advances, lograron que que las rosas de la investigacin desarrollaran circuitos electrnicos en el tallo, sustituyendo los circuitos vasculares naturales de la planta. Ahora acaban de publicar un nuevo trabajo con platas de frijoles, que han desarrollado races que sirven como un circuito electrnico, y permiten almacenar energa. Son las primeras plantas ciborg.

El polmero conductor PEDOT fue absorbido por el sistema vascular de la planta para formar conductores elctricos que se utilizaron para fabricar transistores

La Dra. Eleni Stavrinidou, profesora asociada e investigadora principal del Grupo de Plantas Electrnicas del Laboratorio de Electrnica Orgnica, demostr en 2015 que se pueden fabricar circuitos en el tejido vascular de las rosas. El polmero conductor PEDOT fue absorbido por el sistema vascular de la planta para formar conductores elctricos que se utilizaron para fabricar transistores. En un trabajo posterior en 2017, demostr que un oligmero conjugado, ETE-S, podra polimerizar en la planta y formar conductores que se pueden usar para almacenar energa.

El polmero semiconductor PEDOT-S podra usarse para crear una red de cables dentro del tallo sin matar la planta. La rosa se coloc en agua que contena el monmero disuelto, que fue succionado por el tallo hacia el sistema de transporte de agua vascular de la planta, el xilema. A continuacin, los monmeros se polimerizaron in situ dentro del tallo de la planta. El polmero form una pelcula de hidrogel dentro de los canales tubulares, que acta como hilo conductor. Estos cables tenan hasta 10 cm de largo.

Anteriormente hemos trabajado con esquejes de plantas, que fueron capaces de recoger y organizar polmeros conductores u oligmeros. Sin embargo, los esquejes de la planta pueden sobrevivir solo unos das y la planta ya no crece. En este nuevo estudio utilizamos plantas intactas, una planta de frijol comn que crece a partir de semillas, y mostramos que las plantas se vuelven conductoras de la electricidad cuando se riegan con una solucin que contiene oligmeros , dice Eleni Stavrinidou.

Se forma una pelcula conductora de polmero en las races de la planta, lo que hace que todo el sistema de races funcione como una red de conductores fcilmente accesibles. Las races de la planta de frijol permanecieron conductoras de electricidad durante al menos cuatro semanas, con una conductividad en las races de aproximadamente 10 S / cm (Siemens por centmetro).Imagen real del circuito electrnico desarrollado en las races de una planta de frijoles.

Imagen real del circuito electrnico desarrollado en las races de una planta de frijoles.

Almacenar energa

Los investigadores investigaron la posibilidad de usar las races para almacenar energa y construyeron un supercondensador basado en races en el que las races funcionaban como electrodos durante la carga y descarga.
Los supercondensadores basados ??en polmeros conductores y celulosa son una alternativa ecolgica para el almacenamiento de energa que es barata y escalable, dice Eleni Stavrinidou.

El supercondensador basado en races funcion bien y podra almacenar 100 veces ms energa que los experimentos anteriores con supercondensadores en plantas que usaban el tallo de la planta. El dispositivo tambin se puede utilizar durante perodos de tiempo prolongados, ya que las plantas de frijoles en los experimentos continuaron viviendo y prosperando.

La planta desarrolla un sistema radicular ms complejo, pero por lo dems no se ve afectado: sigue creciendo y produciendo frijoles, asegura Eleni Stavrinidou.

Resultados muy significativos

Los resultados, que han sido publicados en la revista cientfica Materials Horizons, son muy significativos, no solo para el desarrollo del almacenamiento de energa sostenible, sino tambin para el desarrollo de nuevos sistemas biohbridos, como materiales funcionales y compuestos. Las races electrnicas tambin son una contribucin importante al desarrollo de una comunicacin fluida entre los sistemas electrnicos y biolgicos.

El grupo de investigacin est formado por investigadores del Laboratorio de Electrnica Orgnica, el Centro de Ciencias Vegetales de Ume, el Centro de Ciencias de la Madera Wallenberg de la Universidad de Linkping y de universidades e institutos de investigacin de Francia, Grecia y Espaa.

Los organismos de financiacin para la investigacin han incluido el Programa Horizonte de la UE FET-OPEN-HyPhOE, el Consejo de Investigacin Sueco, el Centro de Ciencias de la Madera Wallenberg y el rea de Investigacin Estratgica en Ciencia de Materiales sobre Materiales Funcionales Avanzados (AFM) en la Universidad de Linkping.

El artculo: Plantas biohbridas con races electrnicas mediante polimerizacin in vivo de oligmeros conjugados, Daniela Parker, Yohann Daguerre, Gwennael Dufil, Daniele Mantione, Eduardo Solano, Eric Cloutet, Georges Hadziioannou, Torgny Nsholm, Magnus Berggren, Eleni Pavlopoulidou, Eleni Sta. Materiales Horizontes 2021, DOI 10.1039 / D1MH01423D

Tomado de Quio

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