دانشمندان گیاهان را به حسگر آلودگی محیطی تبدیل کردند - لحظه عکاسی

به گزارش لحظه عکاسی، محققان با ادغام سیستم های زنده با نانومواد کاربردی سعی در تغییر یا تقویت خواص زیستی گیاهان مانند فتوسنتز مصنوعی را دارند.

به گزارش خبرنگار فناوری لحظه عکاسی، محققان با ترکیب سیستم های زنده و نانومواد کاربردی، نانوهیبرید هایی طراحی نموده اند که می تواند خواص جدید زیستی مانند رسانایی، فتوسنتز مصنوعی، متابولیسم برنامه ریزی شده و حتی تکثیر یا افزایش تحمل در برابر استرس در جانوران به ویژه گیاهان ایجاد کند.

به گفته محققان، گیاهان گزینه ایده آلی برای استفاده از این نانوهیبرید ها هستند و به راحتی می توان آن ها را با مواد دیگر اصلاح کرد، زیرا دارای شبکه های عروقی هستند و تغییرات محیطی را بسیاری سریع درک و با ارسال سیگنال های پیچیده، نسبت به آن ها پاسخ می دهند.

این در حالی است که در سال 2016، محققان دانشگاه MIT در اولین اقدام اصلاح گیاهان با نانومواد، نانولوله های کربنی را درون برگ های اسفناج جاسازی کردند به این ترتیب، گیاه زنده اسفناج را به حسگر هایی تبدیل کردند که می توانست مواد منفجره را کشف کند و اطلاعات مربوط به این مواد را به صورت بی سیم به ابزاری شبیه به گوشی هوشمند منتقل کند.

در این آزمایش نانولوله های کربنی برای تشخیص نیتروآروماتیک ها در گیاه به کار گرفته شدند. نیتروآروماتیک ها ترکیبات شیمیایی هستند که در انواع مواد منفجره به کار می فرایند و می توان در آب های سطحی حضور آن ها را ردیابی کرد. به محض تشخیص وجود چنین موادی در آب، برگ های اسفناج سیگنال های فلورسنت منتشر می نمایند که می توان آن ها را با دوربین های اینفرارد متصل به میکرو کامپیوتر ها یا گوشی های هوشمند دریافت کرد. پس از دریافت سیگنال، سیستم طراحی شده قادر به ارسال هشدار به وسیله ایمیل یا پیغام کوتاه به کاربر نهایی خواهد بود.

همین تیم تحقیقاتی دو سال بعد در ادامه پژوهش های خود، گیاهان نانوبیونیکی توسعه دادند که خاصیت ساطع کردن نور داشتند و با یاری نانوموادی که درون گیاه جاسازی شده بود و به وسیله استراتژی جذب ریشه می درخشیدند.

حال یک تیم تحقیقاتی متشکل از محققان استرالیایی و چینی از این پژوهش ها الهام گرفته اند و چارچوب های آلی فلزی نورتابناک (MOFs) را در گیاهان جاسازی کردند. چارچوب های آلی فلزی نورتابناک دسته جدیدی از مواد نانومتخلخل به شمار می فرایند که به دلیل دارا بودن حفرات با اندازه عظیم، سطح ویژه زیاد، جذب انتخاب پذیر مولکول های کوچک و پاسخ های نوری یا مغناطیسی در حضور مولکول های مهمان به طور گسترده ای در ذخیره و جداسازی گاز ها مورد استفاده قرار می گیرند. این محققان به شکلی این چارچوب ها را درون گیاهان تعبیه کردند که همراه با گیاه رشد نمایند؛ بدون اینکه تاثیری روی بقای آن داشته باشد.

این نانوهیبرید های گیاهی مبتنی بر MOF توانستند در صورت تشخیص هر گونه آلودگی محیطی، سیگنال های روشن و خاموش ارسال نمایند. البته این کار زیر نور لامپ فرابنفش میسر است. این محققان همچنین یک اپلیکیشن توسعه دادند که می تواند سیگنال های نوری این گیاه هیبریدی را دریافت کند و آن را به صورت اطلاعات دیجیتال ارائه دهد.