تبدیل ریشه گیاه لوبیا به ابزار الکترونیکی ذخیره انرژی - فروش برتر

پژوهش نو و جالبی که در دانشگاه لینشوپینگ(Linköping University) سوئد اجرا شده است، نشان می دهد که چگونه می توان از ریشه گیاهان به عنوان ابزار ذخیره انرژی استفاده کرد. دانشمندان، این فرآیند را که به آبیاری گیاهان با محلول خاصی احتیاج دارد تا رسانایی الکتریکی ریشه ها حفظ گردد، به عنوان شاهدی برای اثبات ابرخازن های مبتنی بر ریشه و بعلاوه سیستم های بیوهیبریدی ارائه داده اند که فرآیندهای بیولوژیکی را با عملکرد الکترونیکی ترکیب می نمایند.

این پژوهش، بر پروژه های پیشین مبتنی است که به سرپرستی دکتر النی استاورینیدو(Eleni Stavrinidou)، پژوهشگر دانشگاه لینشوپینگ اجرا شده اند. این گروه پژوهشی در سال 2015 توانستند با استفاده از یک پلیمر رسانا موسوم به PEDOT، مدارهای الکتریکی را در بافت آوندی گل رز بسازند و سپس، از آنها برای ساخت ترانزیستورها استفاده کردند. پژوهشگران در سال 2017، یک الیگومر موسوم به ETE-S را اضافه کردند که پلیمرهایی را در گیاه تشکیل می داد و آنها را به رساناهای الکتریکی با قابلیت ذخیره انرژی تبدیل می کرد.

استاورینیدو گفت: ما پیشتر با قلمه های گیاهی کار نموده ایم که می توانستند پلیمرها یا الیگومرهای رسانا را جذب و سازمان دهی نمایند. در هر حال، قلمه های گیاه فقط چند روز می توانند زنده بمانند و گیاه دیگر رشد نمی نماید. ما در این پژوهش نو، از گیاهان دست نخورده استفاده کردیم؛ یک گیاه لوبیای معمولی که از دانه رشد می نماید. ما نشان داده ایم که آبیاری گیاهان با محلول حاوی الیگومرها، آنها را به رسانای الکتریکی تبدیل می نماید.

گیاه مورد استفاده در این پژوهش، لوبیای معمولی با نام علمی فاسئولوس ولگاریس(Phaseolus vulgaris) است و الیگومر ETE-S موجود در محلول آبیاری را به عنوان بخشی از یک فرآیند طبیعی، پلیمریزه می نماید. این گیاه، یک لایه پلیمری رسانا را روی ریشه های خود می بیند و کل سیستم ریشه خود را به شبکه ای از رساناها تبدیل می نماید که بیش از چهار هفته از نظر الکتریکی فعال باقی می ماند.

دانشمندان، این گیاه را برای استفاده به عنوان ابرخازن و ریشه های آن را به عنوان الکترودهای سیستم هنگام شارژ و تخلیه تطبیق دادند. آنها دریافتند که این سیستم می تواند 100 برابر بیشتر از سیستم های پیشین که فقط از ساقه های گیاه استفاده می کردند، انرژی ذخیره کند. به نظر می رسد که این موضوع، اثر کمی بر سلامت خود گیاه داشته باشد و همین ویژگی امکان می دهد که سیستم برای زمان طولانی مورد استفاده قرار بگیرد.

استاورینیدو ادامه داد: این گیاه، سیستم ریشه پیچیده تری را ایجاد می نماید اما تحت تاثیر آن قرار نمی گیرد و به رشد و فراوری لوبیا ادامه می دهد.

این کار از نظر پژوهشگران، مسیری امیدوارنماینده را برای ادغام سیستم های انرژی در گیاهان زنده بدون به خطر انداختن عملنمودهای بیولوژیکی آنها ارائه می نماید. ما پروژه های پژوهشی جالبی را دیده ایم که بر سیستم های بیوهیبریدی مشابه متمرکز شده اند و هدف بعضی از آنها، تبدیل کردن گیاهان به حسگرهای نظارتی آلی و گروه های دیگری شامل گیاهان سایبورگ است که می توانند خود را به سمت نور سوق بدهند. توسعه ریشه های الکترونیکی به وسیله دانشمندان دانشگاه لینشوپینگ می تواند یک مکمل سودمند برای این حوزه پژوهشی باشد.

این پژوهش، در مجله Materials Horizons به چاپ رسید.،ایسنا