Шпинат "перетворили" в детектор вибухових речовин

Переваги звичайного шпинату - не тільки в його поживних речовинах, але і в незвичайні здібності: рослина може функціонувати в якості датчика.

Дослідники з Массачусетського технологічного інституту (МТІ) використовували вуглецеві нанотрубки, щоб "подарувати" шпинату можливість виявляти вибухонебезпечні речовини і передавати отримані дані по бездротовому каналу зв'язку прямо на портативні пристрої.

Інженери МТІ змогли впровадити вуглецеві нанотрубки (крихітні циліндри з вуглецю) в листя шпинату з допомогою техніки судинної інфузії. Вони завдали особливий розчин наночастинок на зворотну сторону листя шпинату, і він потрапив прямо в мезофіл (м'яку тканину, укладену між двома шарами епідермісу в листі рослин). Нагадаємо, що саме там і відбувається фотосинтез.

Саме ці впроваджені в листя нанотрубки і виступають в якості датчиків, здатних виявити нітроароматіческіе з'єднання в грунтових водах, якими харчуються коріння рослин. Попутно пояснимо, що нітроароматіческіе з'єднання часто використовуються у виробництві вибухових речовин - наприклад, мін та інших боєприпасів.

Якщо хімічні речовини присутні у воді, якою харчуються рослини, то вуглецеві нанотрубки в листі починають випускати флуоресцентний сигнал. Останній може бути "спійманий" інфрачервоною камерою, коли лазер світить на листя. Камера приєднується до маленького комп'ютера, схожим на смартфон, який потім відправляє повідомлення користувачу.

В ході експерименту вчені підключили таку камеру до недорогої системі RaspberryPi (одноплатний комп'ютер розміром з банківську карту), і при виявленні з'єднань ними було отримано оповіщення. Сигнал також може бути виявлений за допомогою смартфона з камерою, якщо видалити інфрачервоний фільтр.

За словами дослідників, процес переходу молекул вибухонебезпечних речовин від коренів рослин до листя може займати близько десяти хвилин. Тобто саме стільки потрібно шпинату, щоб "відчути", що поруч з ним є вибухонебезпечна речовина.

Раніше дослідники МІТ вже пропонували подібні ідеї по виявленню бомби, грунтуючись на вуглецевих нанотрубках і навіть бджолиній отруті. Але рослини мають особливі переваги, впевнені вчені.

"Рослини добре аналізують хімічні речовини. Вони володіють розгалуженою кореневою мережею в грунті, вони також постійно користуються грунтовими водами, і у них є власний шлях транспортування води від коренів прямо до листя ", - говорить провідний автор дослідження Майкл Страно (Michael Strano).

Поки що система дозволяє вченим зчитувати сигнал від рослин на відстані приблизно одного метра, однак подальша робота допоможе збільшити дистанцію в кілька разів.

"Рослини можуть бути використані для моніторингу ґрунтових вод на предмет похованих боєприпасів або відходів, що містять небезпечні сполуки", - вважає вчений.

Для перевірки системи вже є цікава пропозиція: посадити насіння шпинату на території, яка, ймовірно, містить протипіхотні міни. Біологічні детектори бомби змогли б згодом виявити вибухонебезпечні речовини.

За словами Страно, рослини неймовірно чуйно реагують на навколишнє середовище.

"Вони знають, що буде посуха, задовго до того, як про це дізнається чоловік. Також вони здатні виявляти невеликі зміни у властивостях ґрунту і води. Якщо ми будемо використовувати ці хімічні сигнальні шляхи, то зможемо отримати величезну кількість інформації ", - вважає він.

Дослідження опубліковане в науковому виданні Nature Materials.

Дивитися також ... 04 / 07 / 2016 Гра допоможе відмовитися від нездорової піщі06 / 10 / 2016 Спростована гіпотеза користі генів ожіренія12 / 07 / 2016 Фрукти і овочі виявилися джерелом счастья21 / 09 / 2016 Стакан пива робить людей більш общітельнее18 / 07 / 2016 Еволюція ланча28 / 10 / 2016 Цвіль виявилася дуже небезпечною для астронавтов19 / 07 / 2016 Стародавні сибіряки цінували і масово поїдали собак09 / 09 / 2016 Ожиріння у підлітків від зниження витрати калорій21 / 07 / 2016 Собаки дінго виявилися канібалами-гурманамі28 / 09 / 2016 Опублікована історія пивного справи на Русі27 / 07 / 2016 "Сестри" Доллі відзначили восьмий день рожденія24 / 10 / 2016 Стародавні європейці іноді перекушували гризунамі29 / 07 / 2016 Вчені перетворять людську сечу в піво31 / 10 / 2016 Названа головна причина невиліковного ожіренія15 / 08 / 2016 Вчені допоможуть запобігти винищення бананів грибами

Додати коментар

Вашу адресу електронної пошти не буде опублікований. Обов'язкові поля позначені *