باحثون يُعلّمون السبانخ إرسال رسائل إلكترونية
اعلانبفضل تكنولوجيا النانو، قام مهندسون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في الولايات المتحدة بتحويل نباتات السبانخ إلى أجهزة استشعار قادرة على اكتشاف المواد المتفجرة ونقل هذه المعلومات إلى العلماء لاسلكياً.
عندما تكتشف جذور السبانخ وجود نيترواروماتيك في المياه الجوفية، وهو مركب يوجد غالباً في المتفجرات مثل الألغام الأرضية، ترسل الأنابيب النانوية الكربونية الموجودة في أوراق النبات إشارة. تُقرأ هذه الإشارة بعد ذلك بواسطة كاميرا تعمل بالأشعة تحت الحمراء، وترسل رسالة تنبيه بالبريد الإلكتروني إلى العلماء.
تعد هذه التجربة جزءاً من مجال بحثي أكبر يتكون من دمج المكونات والأنظمة الإلكترونية في المصانع. تُعرف هذه التقنية باسم "علم النبات النانوي" وتتعلق بإعطاء النباتات قدرات جديدة.
يقول البروفيسور مايكل سترانو، رئيس الفريق "النباتات محللون كيميائيون جيدون جداً، لديها شبكة واسعة من الجذور في التربة، تأخذ باستمرار عينات من المياه الجوفية، ولديها وسيلة لنقل هذه المياه إلى الأوراق بأنفسها". ويضيف: "هذا دليل آخر على كيفية تجاوزنا لحاجز الاتصال بين النبات والإنسان".
الإمكانات البيئية
على الرغم من أن الغرض الأصلي من هذه التجربة هو الكشف عن المتفجرات، يعتقد الدكتور سترانو وعلماء آخرون أنه يمكن استخدامها للمساعدة في تحذير الباحثين من التلوث والظروف البيئية الأخرى.
نظرًا للكم الهائل من البيانات التي تحصل عليها النباتات من بيئتها، فهي في وضع مثالي لمراقبة التغيرات البيئية.
في المراحل الأولى من الأبحاث النانوية على النباتات، استخدم البروفيسور سترانو الجسيمات النانوية لتحويل النباتات إلى أجهزة استشعار للتلوث. من خلال تغيير طريقة التمثيل الضوئي للنباتات، تمكن من جعلها تكتشف أكسيد النيتريك، وهو ملوث ناجم عن الاحتراق.
قوة السبانخ في البطاريات؟
اكتشف علماء في الجامعة الأمريكية أنه عندما يتم تحويل السبانخ إلى صفائح نانوية كربونية، يمكن أن تعمل كعامل مساعد لجعل بطاريات الهواء المعدنية وخلايا الوقود أكثر كفاءة.
ويقول البروفيسور شوزونغ زاو، الذي قاد الدراسة "يشير هذا العمل إلى أنه يمكن صنع مُحفزات مستدامة لتفاعل تقليل الأكسجين من الموارد الطبيعية".
تُعد بطاريات الهواء-المعدن بديلاً أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من بطاريات الليثيوم أيون، والتي توجد عادةً في المنتجات التجارية مثل الهواتف الذكية.
تم اختيار السبانخ على وجه التحديد لاحتوائه كميات كبيرة من الحديد والنيتروجين، وهما عنصران مهمان في المركبات التي تعمل كمحفزات. كان على الباحثين غسل السبانخ وعصره وهرسه لصنع مسحوق، وتحويله من شكله الصالح للأكل إلى صفائح نانوية مناسبة لهذه العملية.
ويضيف الكيميائي "إن الطريقة التي اختبرناها تجعل من الممكن إنتاج محفزات عالية الفعالية قائمة على الكربون من السبانخ، وهي كتلة حيوية متجددة. في الواقع، نعتقد أن هذه الطريقة تتفوق حتى على المحفزات التجارية القائمة على البلاتين من حيث النشاط والاستقرار".