玫瑰晶体管 01.12.2015

一个活的有机体，其自身的细胞组织辅以人工材料，其中一半由电线和微电路组成，是科幻电影和书籍中的常见角色。 尽管在假肢方面取得了进步，尽管神经科学在试图弥合电子设备和大脑之间的差距，但似乎这种仿生生物，如果它们真的出现，将在非常遥远的未来出现。 然而，来自林雪平大学 Magnus Berggren 及其同事的研究人员报告说，他们已经成功培育出一种可以通过电信号改变叶子颜色的机器人玫瑰。

大约 15 年前，伯格伦实验室提出的最初想法是“窃听”植物中发生的生化过程，并在可能的情况下学会控制它们。 在这里，当然，我们可以回忆起基因工程，它可以让你干扰身体的基因程序，打开或关闭某些基因，在正确的时间达到预期的生理效果。 基因工程的成功不容小觑，特别是对于那些更容易使用且基因组可以承受相当强烈震动的植物来说，它们的成功尤其重要。 然而，在瑞典，转基因植物的前景——如果我们谈论它们在农业中的实际应用——比例如在美国要温和得多。 因此，研究人员考虑了可以替代基因工程方法的方法，因此他们决定创建的不是转基因植物，而是电子植物。

任务是为植物有机体提供电线，可以说，不用手术，这样它们就可以在现场形成自己。 要做到这一点，有必要找到一种聚合物，它首先是生物相容的，其次是可以溶于水的，第三是可以记录植物内部发生的事情并在植物内部发送信号。 从溶液中，单体分子将通过植物血管上升并在其中聚合，形成贯穿整个植物的电线，从根部到叶子。 尝试了十二种以上的有机物质，但一切都以根系阻塞而告终，或者一旦进入玫瑰，分子就没有组装成导电结构。 最后，这项工作的作者选择了 PEDOT-S:H，这是一种用于印刷电子产品的水溶性有机化合物。

通过植物的血管系统上升，PEDOT-S:H分子失去了一个氢原子，由于释放的硫原子，它们形成了10厘米长的聚合物链。使用与玫瑰连接的金电极，可以显示该工厂像晶体管一样工作，其性能与仅由聚合物分子组装的简单晶体管相当。 在另一项实验中，使用真空装置将未切割的活玫瑰的叶子浸入含有纤维素纳米纤维的 PEDOT 溶液 - 结果，研究人员能够改变叶子（不是花瓣！）的颜色 -绿色范围通过施加不同电压的电流。 （同样值得强调的是，这里的有机电子不是从根部到茎部形成的，而是直接在叶子中形成的。）实验结果发表在《科学进展》上。

“机器人玫瑰”的设计者自己相信他们的实验将作为进一步研究的基础，并且在未来，在这种有机电线的帮助下，将有可能调节农作物中的荷尔蒙背景，刺激生长，肥力等。当然，人们可以问这样一个问题，这种操作如何影响植物本身，以及它是否会由于有机电子本身的存在而过早死亡。

然而，根据 Magnus Berggren 的说法，他们用来改变叶子颜色的实验植物仍然活着，叶子仍然和它们在一起。 然而，怀疑论者认为我们“只是”一件没有实际应用前景的杰出艺术作品，而且，无论如何，这种电子植物还没有证明它们比转基因植物具有优势。