Biljke s elektronskim korijenjem za pohranu energije

Znanstvenici Laboratorija za organsku elektroniku na švedskom Sveučilištu Linköping, predstavili su zanimljiv istraživački projekt u kojem demonstriraju kako se korijenje biljaka može koristiti za pohranu energije. 

Taj proces koji zahtijeva zalijevanje biljaka posebnim otopinom kako bi njihovo korijenje postalo električno vodljivo, znanstvenici vide kao dokaz koncepta za superkondenzator temeljen na korijenu, kao i za biohibridne sustave koji spajaju biološke procese s elektroničkim funkcionalnostima.

Novi projekt se temelji na prethodnim istraživanjima koje je vodila Grupa Electronic Plants dr. Eleni Stavrinidou. Godine 2015. znanstvenici su uspjeli izraditi električne krugove u vaskularnom tkivu ruža doziranjem biljkama vodljivim polimerom zvanim PEDOT, pri čemu su se krugovi koristili za formiranje tranzistora. Godine 2017. znanstvenici su umjesto toga dodali konjugirani oligomer nazvan ETE-S, koji je formirao polimere unutar biljke koji su se pretvorili u električne vodiče sposobne pohranjivati ​​energiju.

"Prije smo radili s biljnim reznicama, koje su bile u stanju preuzeti i organizirati provodljive polimere ili oligomere", kaže Stavrinidou. "Međutim, biljne reznice mogu preživjeti samo nekoliko dana, a biljka više ne raste. U ovoj novoj studiji koristimo netaknute biljke, običnu biljku graha uzgojenu iz sjemena, i pokazujemo da biljke postaju električno vodljive kada se zalijevaju otopinom koja sadrži oligomere."

Biljka graha korištena u eksperimentima tima naziva se Phaseolus vulgaris i polimerizira konjugirani oligomer ETE-S sadržan u otopini za zalijevanje kao dio prirodnog procesa. Time se na korijenu vidi vodljivi film u obliku polimera i cijeli njegov korijenski sustav pretvara u mrežu vodiča, koji je ostao električno aktivan više od četiri tjedna.

Znanstvenici su ovo prilagodili za superkondenzator, s korijenima koji djeluju kao elektrode sustava tijekom punjenja i pražnjenja. Otkrili su da ovo može pohraniti 100 puta više energije od prethodnih sustava koji su koristili samo stabljike biljke i da ima jako mali učinak na same biljke, što je omogućilo da se sustav koristi tijekom duljeg vremenskog razdoblja.

"Biljka razvija složeniji korijenski sustav, ali nastavlja rasti i proizvoditi grah", kaže Stavrinidou.

Po mišljenju istraživača, rad predstavlja obećavajući put za integraciju energetskih sustava u žive biljke bez ugrožavanja njihovih bioloških funkcija.

U svijetu se razvija niz zanimljivih istraživačkih projekata usredotočenih na slične biohibridne sustave, od kojih neki imaju za cilj pretvoriti biljke u organske nadzorne senzore, a drugi uključuju "kiborg-biljke" koje se mogu kretati prema svjetlu. Razvoj elektroničkih korijena od strane znanstvenika Sveučilišta Linköping mogao bi poslužiti kao koristan dodatak ovom području istraživanja.

Znanstveni rad objavljen u časopisu Materials Horizons možete pronaći na ovoj poveznici.