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Die „Cyborg“-Rose: Forscher rüsten eine Pflanze elektronisch auf

Erstmals gelang es Forschern, eine tiefgehende Verbindung zwischen Technologie und einer lebenden Pflanze herzustellen. Sie schleusten ein elektrisch leitendes Polymer in das pflanzliche Gewebe einer Rose ein. Dadurch erzeugten sie funktionieren elektronische Bauteile. Mit der Methode lassen sich Prozesse innerhalb der Pflanze genauer erforschen. Theoretisch wäre es auch möglich, Energie aus der Fotosynthese zu ziehen.

Bild:  Linköping University

Bild: Linköping University

Symbiose aus Pflanze und Elektronik

Jede Pflanze ist ein genau ausgeklügeltes und präzise arbeitendes System. Mit einer Kombination aus chemischen, biologischen und elektrischen Signalen werden Vorgänge in der Pflanze selber gesteuert, die Umwelt wahrgenommen und mit anderen Pflanzen kommuniziert. Die zugrunde liegenden Signalwege sind so komplex und subtil, dass sie nur schwer erforscht werden können.

Zumindest galt das bis vor kurzem. Dann gelang es einem Team um Eleni Stavrinidou von der schwedischen Linköping Universität, eine Rose sozusagen von innen heraus zu belauschen. Sie stellten eine Schnittrose in Wasser, in dem ein leitfähiges Polymer namens PEDOT-S:H gelöst war. Die Rose saugte das Wasser durch ihren Stil ein, wobei aus ihren Leitbündeln ein bis zu 10 Zentimeter langes Leiterkabel entstand, das dennoch noch Wasser und Nährstoffe passieren ließ. Dieses bildete in Zusammenspiel mit den Elektrolyten in der Pflanze einen sogenannten organischen elektrochemischen Transistor (OECT), der die gleichen Grundbestandteile wie ein anorganischer Transistor aus Silicium besaß. Es gelang den Forschern sogar, ein NOT-OR-Gate in dem Rosenstengen zu implementieren.

Elektrisches Display im Blatt

Noch viel faszinierender ist die Tatsache, dass es den Forschern gelang, eines der Blätter der Rose in ein Display umzufunktionieren. Dafür wurde das Polymer über die Spaltöffnungen des Blattes in das Blattgewebe eingeschleust. “Das Ergebnis war ein Blatt mit einem zweidimensionalen Netzwerk aus teilweise mit dem Polymer gefüllten Kompartimenten”, so Stavrinidou. Durch das Anhalten einer Elektrode an das Blatt kann nun ein Farbwechsel der Kompartimente ausgelöst werden.

Den Forschern gelang damit etwas, was noch nie vorher gemacht wurde. Mit ihrer Technologie können sie Sensoren im Inneren der Pflanze platzieren und die im Chlorophyll erzeugte Energie nutzen, aus ihnen grüne Antennen machen oder neuartige Materialien zu erzeugen. Dabei wird das natürlich vorhandene System der Pflanze genutzt.

Da es sich bei der Rose um eine Schnittblume handelte, begann auch die “Cyborg”-Rose nach einigen Tagen zu welken. Es dürfte jedoch auch recht problemlos möglich sein, das Polymer auch in verwurzelte Pflanzen einzuschleusen.

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