Транзистор из розы

01.12.2015

Живой организм, у которого его собственные ткани из клеток дополнены искусственными материалами, который наполовину состоит из проводов и микросхем - обычный персонаж фантастических фильмов и книг. И, несмотря на успехи в создании протезов, несмотря на успехи нейробиологов, пытающихся наладить контакт между электроникой и мозгом, все-таки кажется, что такие бионические существа, если и возникнут, то в очень отдаленном будущем. Тем не менее, как сообщают исследователи из Университета Линчепинга Магнус Берггрен (Magnus Berggren) и его коллеги, им удалось вырастить розу-киборга, у которой можно с помощью электрического сигнала менять цвет листьев.

Исходная идея, возникшая в лаборатории Берггрена почти 15 лет назад, состояла в том, чтобы "подслушать" биохимические процессы, происходящие в растении, и, по возможности, научиться управлять ими. Здесь, конечно, можно вспомнить про генную инженерию, которая позволяет вмешиваться в генетическую программу организма, включать или выключать те или иные гены, добиваясь нужного физиологического эффекта в нужное время. Успехи генной инженерии трудно переоценить, и особо велики они как раз с растениями, с которыми проще работать и чей геном выдерживает довольно сильные встряски. Однако в Швеции перспективы у генетически модифицированных растений - если говорить об их практическом применении в сельском хозяйстве - намного более скромные, чем, например, в США. Так что исследователи задумались о том, что может стать альтернативой генноинженерным методам, и в результате решили создать не генномодифицированное, а электронное растение.

Задача заключалась в том, чтобы снабдить растительный организм проводами, так сказать, без операции, чтобы они формировались сами прямо на месте. Для этого следовало найти такой полимер, который был бы, во-первых, биосовместим, во-вторых, растворялся бы в воде, в-третьих, позволял бы регистрировать то, что происходит внутри растения, и посылать сигналы внутрь него. Из раствора молекулы-мономеры поднимались бы по растительным сосудам и полимеризовывались в них, формируя те самые провода, которые пронизывали бы все растение, от корней до листьев. Было перепробовано более двенадцати органических веществ, однако все кончалось либо закупоркой корневой системы, либо же молекулы, попав в розу, не собирались в проводящие структуры. В конце концов, авторы работы остановились на PEDOT-S:H, растворимом в воде органическом соединении, которое используют в печатаемой электронике.

Поднимаясь по сосудистой системе растения, молекулы PEDOT-S:H теряли атом водорода, и за счет освободившегося атома серы формировали полимерные цепочки длиной 10 см. С помощью золотых электродов, подсоединенных к розе, удалось показать, что растение работает как транзистор, и что его рабочие характеристики вполне сравнимы с теми, которые демонстрирует простой транзистор, собранный только из молекул полимера. В другом опыте с помощью вакуумной установки раствором PEDOT с целлюлозными нановолокнами пропитывали листья живых, несрезанных роз - в результате исследователи смогли менять цвет листьев (не лепестков!) в сине-зеленом диапазоне, подавая ток разного напряжения. (Стоит еще подчеркнуть, что здесь органическая электроника формировалась не от корней через стебель, а прямо в листе.) Результаты экспериментов опубликованы в Science Advances.

Сами конструкторы "розы-киборга" полагают, что их эксперименты послужат основой для дальнейших исследований, и что в перспективе с помощью подобных органических проводов можно будет регулировать гормональный фон в сельскохозяйственных культурах, стимулируя рост, плодовитость и т. д. Конечно, можно задаться вопросом, как такая операция сказывается на самом растении, и не погибнет ли оно раньше срока из-за присутствия в себе органической электроники.

Однако, по словам Магнуса Берггрена, подопытные растения, с которыми ставили опыты по изменению цвета листьев, все еще живы, и листья пока еще при них. И все же нельзя сбрасывать со счета мнение скептиков, полагающих, что перед нами "всего лишь" выдающееся произведение искусства, не имеющее практических перспектив, и, так или иначе, таким электронным растениям еще предстоит доказать свои преимущества перед генетически модифицированными.

<< Назад: Платформа MediaTek LinkIt Smart 7688 01.12.2015

>> Вперед: Робот на подножном корме 30.11.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Стерильного нейтрино не существует 15.01.2026

В физике элементарных частиц поиск новых, пока не обнаруженных объектов играет ключевую роль в понимании устройства Вселенной. Иногда такие поиски приводят к громким открытиям, а иногда - к не менее важным отрицательным результатам, которые позволяют отбросить неверные направления. Именно к таким случаям относится недавний вывод ученых о судьбе стерильного нейтрино - одной из самых интригующих гипотетических частиц последних десятилетий. Исследователи из американской лаборатории Fermilab официально сообщили, что им не удалось найти доказательства существования стерильного нейтрино. К такому выводу пришла команда эксперимента MicroBooNE после многолетнего анализа столкновений нейтрино, которые ранее рассматривались как возможный намек на существование четвертого типа этих частиц. Предполагалось, что стерильное нейтрино взаимодействует с материей исключительно через гравитацию, что делало его крайне трудным объектом для обнаружения. В рамках современной физики нейтрино известны в т ...>>

Беспроводные наушники и колонки Fender 15.01.2026

Музыкальная индустрия постепенно адаптируется к цифровым технологиям, и известный производитель музыкальных инструментов Fender расширяет свое присутствие за пределы гитар и усилителей, представляя современные решения для прослушивания музыки. Новые беспроводные наушники и Bluetooth-колонки Fender объединяют богатый звук, модульность и удобство использования как для дома, так и для профессиональной работы. Флагманской новинкой стали наушники Fender Mix, отличающиеся модульной конструкцией. Динамики подключаются к оголовью через порт USB Type-C и могут быть сняты вместе с амбушюрами, что облегчает уход и транспортировку. Один из динамиков оснащен встроенным адаптером USB Type-C для подключения к источнику звука без потерь, поддерживая кодеки LDHC и Fire, а также функцию Auracast. На другом динамике размещен съемный аккумулятор, который обеспечивает до 100 часов работы без активного шумоподавления; при включении ANC время работы сокращается до 52 часов. Наушники доступны по цене $299 ...>>

Польза белкового завтрака 14.01.2026

Правильное питание по утрам играет ключевую роль в поддержании здоровья и контроле веса. Многочисленные исследования подтверждают, что состав завтрака может влиять на аппетит в течение всего дня и качество употребляемой пищи. Австралийские ученые провели масштабный эксперимент, который показал, что употребление белковой пищи с утра помогает дольше чувствовать сытость и предотвращает переедание. В исследовании участвовали более 9 тысяч человек среднего возраста 46 лет. В период с 2011 по 2012 год специалисты анализировали рационы респондентов, оценивая долю основных макронутриентов. В среднем участники потребляли 43% углеводов, 31% жиров, 18% белков, 2% клетчатки и 4% алкоголя. Такой рацион позволил ученым проследить взаимосвязь между утренним приемом пищи и пищевым поведением в течение дня. Выяснилось, что участники, чей завтрак содержал недостаточное количество белка, ощущали повышенный аппетит в течение дня. Они ели больше, чем необходимо, и часто выбирали продукты с высоким со ...>>

Технология SmartPower HDR 14.01.2026

Ноутбуки стремительно развиваются в плане графики и мультимедийных возможностей, но яркие дисплеи с высоким динамическим диапазоном (HDR) часто становятся серьезной нагрузкой для аккумуляторов. Длительная работа с видео высокого качества или играми в HDR приводит к быстрой разрядке батареи, что ограничивает мобильность пользователей и снижает комфорт работы. Решить эту проблему призвана новая технология SmartPower HDR, разработанная совместно компаниями Samsung Display и Intel. Суть технологии заключается в динамическом управлении напряжением OLED-панелей. Чипсет ноутбука в реальном времени анализирует пиковую яркость каждого кадра и передает эти данные контроллеру дисплея, который оптимизирует подачу напряжения в зависимости от количества активных пикселей. В отличие от традиционных режимов HDR, где яркость часто фиксируется на максимальном уровне, SmartPower HDR адаптируется к конкретному контенту, что снижает энергопотребление без потери качества изображения. Технология позвол ...>>

Недосып существенно сокращает жизнь 13.01.2026

Сон является одной из самых фундаментальных потребностей человека. Он влияет на обмен веществ, работу сердца и мозга, иммунитет и общее самочувствие. Современный ритм жизни часто заставляет людей жертвовать сном ради работы, учебы или развлечений, но ученые предупреждают: регулярный недосып может иметь далеко идущие последствия для здоровья и долголетия. Исследователи из Орегонского университета здравоохранения и науки пришли к выводу, что сон менее семи часов в сутки связан с сокращением продолжительности жизни. По данным специалистов, хроническая нехватка сна не только вызывает усталость и снижение работоспособности, но и постепенно сказывается на здоровье органов и систем, увеличивая риски развития различных заболеваний. Для анализа ученые использовали обширную национальную базу данных США, сопоставляя показатели ожидаемой продолжительности жизни на уровне штатов с результатами опросов Центров контроля и профилактики заболеваний за период с 2019 по 2025 годы. Они учитывали мно ...>>

Случайная новость из Архива Биометрические приставки-сканеры для смартфонов 20.02.2013 Американские военные подписали контракт на 3 млн долл. с компанией AOptix на разработку биометрической системы идентификации, которая сможет работать на смартфоне. Таким образом через несколько лет, солдат сможет с помощью смартфона с расстояния сканировать черты лица, голос, рисунок радужной оболочки глаза и отпечатки пальцев подозрительного человека. Специалисты AOptix должны разработать специальные программное и аппаратное обеспечение, которое превращает имеющиеся в продаже смартфоны в многофункциональный биометрический сканер. Полезность биометрического сканирования для борьбы с партизанами трудно переоценить. Так, в Афганистане, где личные документы весьма условны, объявленные в розыск партизаны практически беспрепятственно передвигаются по стране и даже устраиваются на службу в полицию и армию. В настоящее время американские войска используют в Афганистане довольно громоздкие и дорогие биометрические сканеры HIIDE, которые при сканировании нужно подносить вплотную к лицу. Новое устройство AOptix - это приставка к серийному смартфону, которая позволит снимать различную биометрическую информацию. Смартфон-сканер видимо будет работать на основе операционной системы Android и весить менее 450 грамм, то есть им можно будет пользоваться одной рукой. При этом сканер сможет сканировать черты лица с расстояния до 2 метров, радужку глаза - с 1 метра (даже при ярком солнечном свете), а вот для снятия отпечатков пальца все-таки потребуется приложить их к специальному сенсору. Новые смартфоны-сканеры прежде всего будут использоваться спецназом после вывода американских войск из Афганистана в 2014 году.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026