transistor rose 01.12.2015

Un organisme vivant, dans lequel ses propres tissus cellulaires sont complétés par des matériaux artificiels, constitués pour moitié de fils et de microcircuits, est un personnage courant dans les films et les livres de science-fiction. Et malgré les progrès des prothèses, malgré les progrès des neurosciences essayant de combler le fossé entre l'électronique et le cerveau, il semble toujours que de tels êtres bioniques, s'ils se produisent, le seront dans un avenir très lointain. Cependant, des chercheurs de l'Université de Linköping Magnus Berggren et ses collègues rapportent qu'ils ont réussi à faire pousser une rose cyborg qui peut changer la couleur des feuilles avec un signal électrique.

L'idée initiale qui a surgi dans le laboratoire de Berggren il y a près de 15 ans était d'"écouter" les processus biochimiques se produisant dans la plante et, si possible, d'apprendre à les contrôler. Ici, bien sûr, nous pouvons rappeler le génie génétique, qui vous permet d'interférer avec le programme génétique du corps, d'activer ou de désactiver certains gènes, en obtenant l'effet physiologique souhaité au bon moment. Les succès du génie génétique ne peuvent guère être surestimés, et ils sont particulièrement importants uniquement avec des plantes avec lesquelles il est plus facile de travailler et dont le génome peut résister à des secousses assez fortes. Cependant, en Suède, les perspectives des plantes génétiquement modifiées - si l'on parle de leur application pratique dans l'agriculture - sont beaucoup plus modestes que, par exemple, aux États-Unis. Les chercheurs ont donc réfléchi à ce qui pourrait être une alternative aux méthodes de génie génétique et, en conséquence, ils ont décidé de créer non pas une plante génétiquement modifiée, mais une plante électronique.

La tâche était de fournir à l'organisme végétal des fils, pour ainsi dire, sans chirurgie, afin qu'ils se forment sur place. Pour ce faire, il fallait trouver un polymère qui serait, d'une part, biocompatible, d'autre part, se dissoudrait dans l'eau, et troisièmement, permettrait d'enregistrer ce qui se passe à l'intérieur de la plante et d'y envoyer des signaux. À partir de la solution, les molécules de monomères s'élèveraient à travers les vaisseaux de la plante et s'y polymériseraient, formant les fils mêmes qui traverseraient toute la plante, des racines aux feuilles. Plus de douze substances organiques ont été essayées, mais tout s'est terminé soit par un blocage du système racinaire, soit les molécules, une fois dans la rose, n'étaient pas assemblées en structures conductrices. En fin de compte, les auteurs des travaux ont opté pour PEDOT-S:H, un composé organique soluble dans l'eau utilisé dans l'électronique imprimée.

En montant à travers le système vasculaire de la plante, les molécules de PEDOT-S:H ont perdu un atome d'hydrogène et, grâce à l'atome de soufre libéré, elles ont formé des chaînes de polymère de 10 cm de long. À l'aide d'électrodes en or reliées à une rose, il a été possible de montrer que la centrale fonctionne comme un transistor, et que les performances sont tout à fait comparables à celles d'un simple transistor assemblé uniquement à partir de molécules de polymère. Dans une autre expérience, les feuilles de roses vivantes non coupées ont été imprégnées d'une solution PEDOT avec des nanofibres de cellulose à l'aide d'une configuration sous vide - en conséquence, les chercheurs ont pu changer la couleur des feuilles (pas les pétales !) Dans le bleu- plage verte en appliquant un courant de différentes tensions. (Il convient également de souligner qu'ici, l'électronique organique s'est formée non pas des racines à travers la tige, mais directement dans la feuille.) Les résultats des expériences sont publiés dans Science Advances.

Les concepteurs de la "rose cyborg" eux-mêmes pensent que leurs expériences serviront de base à de nouvelles recherches et qu'à l'avenir, avec l'aide de tels fils organiques, il sera possible de réguler le fond hormonal dans les cultures agricoles, en stimulant croissance, fertilité, etc. Bien sûr, on peut se demander comment une telle opération affecte la plante elle-même et si elle mourra prématurément en raison de la présence d'électronique organique en elle-même.

Cependant, selon Magnus Berggren, les plantes expérimentales avec lesquelles ils ont expérimenté le changement de couleur des feuilles sont toujours vivantes et les feuilles sont toujours avec elles. Et pourtant, on ne peut pas écarter l'opinion des sceptiques qui pensent que nous ne sommes « qu' » une œuvre d'art exceptionnelle sans perspectives pratiques et, d'une manière ou d'une autre, ces plantes électroniques doivent encore prouver leurs avantages par rapport aux plantes génétiquement modifiées.