Elektronisia kasveja

Osittain johtavia polymeerejä käyttäen voidaan tulevaisuudessa luoda elektronisia piirejä elävien kukkien, pensaiden ja puiden sisuksiin.

Kasveissa vettä ja ravinteita jakavien kanavien avulla Linköpingin yliopiston Laboratory for Organic Electronicsin tutkijat ovat luoneet kasveihin elektronisien piirien perusosia.

Tutkimusraportissaan he osoittavat, miten ruusut voivat tuottaa sekä analogisia että digitaalisia elektronisia piirejä, joita voitaisiin joskus käyttää esimerkiksi sääntelemään kasvin fysiologiaa.

Perinteinen elektroniikka operoi elektronisilla signaaleilla ja kasvit puolestaan ioneilla ja kasvuhormoneilla. Orgaanisessa elektroniikassa taas sekä ionit että elektronit voivat toimia signaalien kantajina.

Orgaanisen elektroniikan avulla on siten mahdollista yhdistää sähköisiä signaaleja kasvin omien kanssa, kuin myös muuntaa kasvin signaaleja perinteiselle elektroniikalle.

Edullisen orgaanisen elektroniikan integrointi kasveihin, avaa tulevaisuudessa mahdollisuuksia esimerkiksi hyödyntää fotosynteesin energiaa sekä seurata ja säädellä kasvin kasvua ja muita sisäisiä toimintoja.

Yksi avaintekijä on vesiliukoinen PEDOT-S polymeeri. Kun se imeytyy esimerkiksi ruusuun, se muuttuu hydrogeeliksi, joka yhdessä polymeerin kanssa muodostaa johtavan polymeerikalvon pitkin kasvikanavaa. Kun kalvosäikeen päihin liitettiin elektrodit ja portin keskelle niin saatiin aikaan transistori.

Toisessa menetelmässä eräs toinen PEDOT-versio ujutettiin yhdessä nanoselluloosakuidun kanssa ruusun lehdelle. Selluloosan 3D-rakenteen ja kasvilehtinesteiden muodostaman elektrolyytin avulla lehti saatiin toimimaan kuin printattu merkkinäyttö.

Lehden pikselien avulla voitaisiin luoda kasveja, joissa lehdet vaihtavat väriä. Se ei ole ehkä erityisen hyödyllistä ja tutkijat ovatkin enemmän innostuneet kasveista, joissa on antureita ja antenneja sekä ottavat energiansa sokereista.

Jo tätä ennen eläviin kasveihin on ujutettu sähköisiä materiaaleja kuten metallisia nanohiukkasia, nanoputkia ja kvanttipisteitä. Niillä on vaikutettu kasvin toimintoihin, jotka liittyvät kasvuun, fotosynteesiin ja sienien torjunnan tehokkuuteen.