Los científicos de materiales están desconcertados por estas plantas cableadas con hojas que cambian de color. Las rosas fueron infiltradas con polímeros conductores en sus hojas o tallos
Cada rosa tiene su espina… pero las rosas cultivadas en un laboratorio sueco tienen también transistores y electrodos.
Investigadores de la Universidad de Linköping han creado rosas biónicas al incorporar en ellas materiales electrónicos compatibles con un vegetal. Una de sus rosas modificadas tiene circuitos digitales simples que corren por su tallo, y las hojas de otra cambian de color cuando se les aplica un voltaje.
Los científicos quieren crear herramientas para que los biólogos registren o regulen la fisiología vegetal, un equivalente en las plantas de los implantes médicos como los marcapasos. El uso de componentes electrónicos también puede ser una manera de diseñar plantas en lugar de manipular su ADN, añade Magnus Berggren, un científico de materiales en la Universidad de Linköping que dirigió la investigación, publicada en Science Advances.
Los científicos de materiales dicen que les gusta la creatividad de Berggren, pero que no están seguros de qué hacer con los experimentos. «Parece novedoso, pero no estoy seguro exactamente de las implicaciones. Pero esto es ciencia y curiosidad científica, supongo», dice Zhenan Bao, que trabaja con electrónica orgánica en la Universidad de Stanford en California. Christopher Bettinger, ingeniero biomédico en la Universidad Carnegie Mellon en Pittsburgh, Pennsylvania, que desarrolla materiales electrónicos comestibles y biodegradables, llama al trabajo: «novedoso, divertido y estimulante».
Cableadas
La idea de plantas biónicos no es nueva. El año pasado, Michael Strano, un ingeniero químico en el Instituto de Tecnología de Massachusetts en Cambridge, mostró que los cloroplastos de espinaca aceptan nanotubos de carbono, por ejemplo. Informó que éstos impulsaron la tasa de fotosíntesis de las plantas debido a que los nanotubos absorben la luz en longitudes de onda que los cloroplastos no lo hacen.
Pero en el caso del trabajo del equipo de Suecia es la primera vez que los investigadores han incorporado todos los componentes de un circuito electrónico —incluyendo transistores (interruptores electrónicos)— dentro de las plantas.
Berggren comenzó sumergiendo el extremo cortado de un tallo de rosa en una solución de PEDOT, un polímero conductor que se utiliza comúnmente en la electrónica imprimible, que es soluble en agua. La acción capilar absorbe el polímero hasta en el tejido o el xilema vascular de la rosa. Allí, el polímero se separa de la solución y se auto-ensambla en forma de cables, algunos de hasta 10 centímetros. Al conectar sondas de oro recubiertas con PEDOT a los cables, los investigadores hicieron transistores individuales, y demostraron un circuito digital simple utilizando interruptores. El rendimiento eléctrico de los transistores está a la par con la de los circuitos impresos PEDOT convencionales, afirma Berggren.
A continuación, los investigadores pusieron hojas de rosa en una jeringa llena de solución de PEDOT mezclado con nanofibras de celulosa. Aplicando un vacío, expulsaron el aire de los tejidos, y luego impregnaron la solución de PEDOT en los espacios vacíos que quedaron. Cuando se aplica un voltaje, las hojas biónicas cambian de color sutilmente entre tonos verdosos y azulados.
El poder de las flores (Flower Power)
Bettinger especula que podría ser posible manipular una planta —comenzando un brote de crecimiento, por ejemplo— por medio de sus circuitos electrónicos integrados.
Pero Strano es escéptico: llenar el tallo, que es el transporte de agua de una rosa, y las hojas, que se ocupan del intercambio de gases, con un polímero conductor podría interferir con la transpiración de las plantas normales, dice.
Berggren dice que aunque la mayoría de los estudios iniciales se realizaron utilizando esquejes de plantas, el grupo también hizo que cambien de color las hojas de plantas completas. Estas plantas todavía siguen vivas meses más tarde, dice, y las hojas no se han caído. (Los experimentos con tallos modificados, sin embargo, solamente se llevan a cabo en esquejes de plantas).
El grupo está colaborando con biólogos para desarrollar aplicaciones en fisiología de monitoreo de las plantas. Berggren también está investigando si los dispositivos de PEDOT se pueden utilizar en un sistema que convierta a las plantas en células de combustible vivas, algo que se ha hecho con criaturas unicelulares pero no con plantas. Un sistema así convertiría directamente algunos de los azúcares de una planta en electricidad. «Lo llamamos flower power», afirma Berggren.
Nature doi: 10.1038 / nature.2015.18851
Fuente: Nature. Aportado por Eduardo J. Carletti
Más información: