Нанобионические растения могут обнаружить взрывчатку в почве

31.10.2016, 17:13 Наука

Используя углеродные нанотрубки, инженеры Массучусетского Технологического Института превратили растения шпината в датчики, способные обнаружить взрывчатые вещества в почве и сообщить об этом на удаленное устройство.

Создатель технологии Michael Strano говорит: «Цель создания нанобионических растений — это оснащение его неродными функциями». В этом случае растения предназначены для обнаружения химических соединений, известных как nitroaromatics, которые часто используются в наземных минах и других взрывчатых веществах. Когда одно из этих химических веществ присутствует в грунтовых водах, влага попадая в растение, заставляет углеродные нанотрубки излучать флуоресцентный сигнал, который может быть прочитан с инфракрасной камерой. Камера присоединена к небольшому компьютеру, который затем посылает сообщение по электронной почте пользователю.

Авторы объясняют, что растения идеально подходят для мониторинга окружающей среды, потому что принимают в большом количестве информацию, полученную от их окружения. «Растения очень хорошие аналитические химики. Они имеют обширную корневую сеть в почве, постоянно получают грунтовые воды и могут переносить эту воду вверх, в листья». сказал Strano.

В новых экспериментах, инженеры встроили датчики для нитроароматических соединений в листья шпината. Используя методику, называемую сосудистое вливание, они размещены датчики в листовом слое мезофилла, который где происходит фотосинтез.

Они также встроили углеродные нанотрубки, которые излучают постоянный флуоресцентный сигнал, который служит в качестве эталона. Это позволяет экспертам сравнить два флуоресцентных сигнала и определить, является ли взрывчаткой вещество, обнаруженное датчиком.

Для считывания сигнала, исследователи светят лазером на лист, побуждая нанотрубки излучать ближний инфракрасный флуоресцентный свет, который может быть обнаружен небольшой инфракрасной камерой, подключенной к компьютеру. Используя эту систему, исследователи могут поймать сигнал в 1 метра от растения и сейчас работают над увеличением этого расстояния.

Кроме того, эти датчики могут помочь ботаникам узнать больше о внутренней работе растений, наблюдать за их здоровьем. «Эти датчики дают информацию от растения в реальном времени. Это почти как разговор с ним об окружающей среде, в которой он находится. В случае земледелия, имея такую информацию, можно непосредственно влиять на урожайность и рентабельность», добавили исследователи.