这个实验室早在上世纪90年代就开始涉及这个课题,当时曾尝试将电子设备整合到树中,后来因为缺少资金而搁置。现在,他们研制的玫瑰电子线路已在实验室成功地运行。关键在于,科学家们找到了一种称为PEDOT-S的特殊聚合物,它能溶解于水,被吸进植物内形成“导线”;而与此同时,植物还是能照常得到它需要的营养物质和水。也就是说,这是活体的电子线路。
我们看着附图,更容易理解科学家们的做法。将一株鲜切花玫瑰插在溶液中,PEDOT-S通过玫瑰的维管被吸收到茎内,在其木质部聚集,沿着管壁形成水凝胶薄膜,这部分的导电系数增加,形成电信号的通路。在研究者眼中,它们模拟着普通电路中的“连线”和“设备”,又呈现出连接、分叉等连通方式(图中B)。
研究人员将电线连接到植物天然包含的可带电物质——电解质,创建能工作的“晶体管”、“数字逻辑门”这样的计算机系统基本构件。
他们还采用植物生理学中常用的真空渗透法,将PEDOT的另一种衍生物连带纳米级的纤维素送入玫瑰的叶子。纤维素在叶片内形成了一种三维结构,像海绵那样具有小的空腔,空腔里充盈的导电聚合物形成一个个“像素”。这些像素的电致变色,在叶面上粗略形成类似显示器的效果。
当然,别期望你下一个电脑是种植出来的,一切才刚刚开始。但这种技术令植物学家和生态学家非常兴奋。设想一下,如果在植物内部形成电路,那么对活体生物功能的研究会达到前所未有的高度,我们能以惊人直接的方式监测它们的健康。我们已经用传感器监测心脏的健康、大脑的活动,我们将能对植物做类似的事,而它们是地球生态系统的重要组成部分。
该研究的主要作者马格努斯·卑尔根则表示,“现在让我们开始讨论‘驱动植物’,尝试将传感器放置在植物中,探讨使用叶绿素中形成的能量,还有生产绿色天线,或新材料。一切将水到渠成地发生,因为我们利用的是植物自身的非常先进、独特的系统。”
凌启渝