В журнале Nature Materials опубликована научная статья, авторы которой утверждают, что человечество еще не до конца раскрыло весь потенциал живых растений. Помимо того, что мы и так имеем достаточно разнообразное их использование (топливо, пища, естественный генератор кислорода, эстетическое наслаждение и др.), спектр функций зеленых насаждений можно расширить. Например, предлагают исследователи, можно генерировать в живой организм наноматериалы и электронику, а потом проводить мониторинг уровня загрязнения среды. Естествоиспытатели из MIT (Massachusetts Institute of Technology) проводили эксперимент на травянистом растении резуховидка таля (Arabidopsis thaliana), относящемуся к семейству Капустных. В хлоропласты были внедрены нанотрубки, после чего растение стало поглощать на 30% больше солнечной энергии. Также ученые дополнительно «научили» растение распознавать оксид азота (NO) - один из наиболее распространенных загрязнителей воздуха.

Первоначально в основе опыта по созданию бионических растений лежала задача самовосстановления солнечных панелей клеток. Исследователи сначала выделили хлоропласты из растения, а потом стремились усилить их фотосинтезирующую функцию.

Фотосинтез – процесс вырабатывания органических веществ и кислорода за счет поглощения углекислого газа и воды под действием световых лучей. Фотосинтез проходит три этапа, в результате которых сначала поглощается солнечный свет и производится энергия. Потом эта энергия становиться составляющей протекания второго и третьего этапов синтезирования веществ.

К сожалению, хлоропласты вне растения живут всего несколько часов. Поэтому исследователи добавили в пробирки с зелеными пластидами наночастицы оксида церия (CeO₂). Задача наночастиц – поглощать вещества, которые разрушают хлоропласты. После ряда тестов установлено, что количество пагубно влияющих на пластиды веществ заметно снизилось.

Вживление полупроводниковых углеродных нанотрубок позволило стимулировать светопоглощающую функцию. Хлоропласты стали захватывать свет на недоступных ранее длинах волн.

Когда удалось добиться стабильности соединения, опыт повторили на растении. Поток электронов в процессе фотосинтеза увеличился на 30%. Других полезных качеств (кроме обнаружения оксида азота) в бионических растениях пока обнаружено не было.

Разработчики намерены «научить» бионические растения распознавать и ряд других вредных веществ: гербицидов, пестицидов, инфекционных бактерий и т.п. Кроме этого, тестируется возможность вживлять наночастицы на основе других материалов.

Михаил Полюхович

Источник: HiTechWorld