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rosa transistor

01.12.2015

Un organismo vivo, en el que sus propios tejidos celulares se complementan con materiales artificiales, cuya mitad consiste en cables y microcircuitos, es un personaje común en películas y libros de ciencia ficción. Y a pesar de los avances en prótesis, a pesar de los avances en neurociencia que tratan de cerrar la brecha entre la electrónica y el cerebro, todavía parece que tales seres biónicos, si ocurren, lo serán en un futuro muy lejano. Sin embargo, investigadores de la Universidad de Linköping Magnus Berggren y sus colegas informan que lograron hacer crecer una rosa cyborg que puede cambiar el color de las hojas con una señal eléctrica.

La idea inicial que surgió en el laboratorio de Berggren hace casi 15 años fue "escuchar" los procesos bioquímicos que ocurren en la planta y, si era posible, aprender a controlarlos. Aquí, por supuesto, podemos recordar la ingeniería genética, que le permite interferir con el programa genético del cuerpo, activar o desactivar ciertos genes, logrando el efecto fisiológico deseado en el momento adecuado. Los éxitos de la ingeniería genética difícilmente pueden sobreestimarse, y son especialmente grandes con plantas con las que es más fácil trabajar y cuyo genoma puede soportar sacudidas bastante fuertes. Sin embargo, en Suecia, las perspectivas para las plantas modificadas genéticamente -si hablamos de su aplicación práctica en la agricultura- son mucho más modestas que, por ejemplo, en Estados Unidos. Entonces, los investigadores pensaron en lo que podría ser una alternativa a los métodos de ingeniería genética y, como resultado, decidieron crear no una planta modificada genéticamente, sino una planta electrónica.

La tarea consistía en suministrar alambres al organismo vegetal, por así decirlo, sin cirugía, para que se formaran allí mismo. Para ello, era necesario encontrar un polímero que, en primer lugar, fuera biocompatible, en segundo lugar, se disolviera en agua y, en tercer lugar, permitiera registrar lo que sucede dentro de la planta y enviar señales dentro de ella. De la solución, las moléculas de monómero ascenderían a través de los vasos de la planta y se polimerizarían en ellos, formando los mismos cables que atravesarían toda la planta, desde las raíces hasta las hojas. Se probaron más de doce sustancias orgánicas, pero todo terminó con un bloqueo del sistema de raíces o las moléculas, una vez en la rosa, no se ensamblaron en estructuras conductoras. Al final, los autores del trabajo se decidieron por PEDOT-S:H, un compuesto orgánico soluble en agua que se utiliza en la electrónica impresa.

Ascendiendo por el sistema vascular de la planta, las moléculas de PEDOT-S:H perdieron un átomo de hidrógeno, y debido al átomo de azufre liberado, formaron cadenas poliméricas de 10 cm de largo.Utilizando electrodos de oro conectados a una rosa, fue posible demostrar que la planta funciona como un transistor, y ese rendimiento es bastante comparable al de un simple transistor ensamblado solo a partir de moléculas de polímero. En otro experimento, las hojas de rosas vivas sin cortar se impregnaron con una solución de PEDOT con nanofibras de celulosa utilizando una configuración de vacío; como resultado, los investigadores pudieron cambiar el color de las hojas (¡no de los pétalos!) en el azul. rango verde aplicando corriente de diferentes voltajes. (También vale la pena enfatizar que aquí la electrónica orgánica no se formó a partir de las raíces a través del tallo, sino directamente en la hoja). Los resultados de los experimentos se publican en Science Advances.

Los propios diseñadores de la "rosa cyborg" creen que sus experimentos servirán como base para futuras investigaciones y que en el futuro, con la ayuda de tales cables orgánicos, será posible regular el fondo hormonal en cultivos agrícolas, estimulando crecimiento, fertilidad, etc. Por supuesto, uno puede preguntarse cómo tal operación afecta a la planta en sí misma y si morirá prematuramente debido a la presencia de la electrónica orgánica en sí misma.

Sin embargo, según Magnus Berggren, las plantas experimentales con las que experimentaron cambiando el color de las hojas todavía están vivas y las hojas todavía están con ellas. Y, sin embargo, no se puede descartar la opinión de los escépticos que creen que somos “solo” una obra de arte excepcional que no tiene perspectivas prácticas y, de una forma u otra, estas plantas electrónicas aún tienen que demostrar sus ventajas sobre las modificadas genéticamente.

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