با تلاش محققان؛

گیاهان ابرقدرت با نانومواد تولید شدند

محققان با کمک نانومواد موفق به تولید گیاهانی شده‌اند که قادر به تشخیص مواد شیمیایی هستند.

کد خبر: ۷۵۶۳۳۰

پنجشنبه - ۲۲ فروردين ۱۳۹۸ / April 11, 2019

به گزارش خبرنگار فناوری خبرگزاری دانشجو، نویسندگان موضوعات علمی تخیلی همواره در ذهن خود به انسان‌ها و دستگاه‌های هیبریدی فکر می‌کردند که از قدرت ماورایی و غیرقابل تصوری برخوردارند. این در حالی است که گیاهان ابرقدرت با توجه به نانومواد یکپارچه‌ای که در آن‌ها استفاده می‌شود، سریع‌تر از سایبورگ‌ها (موجودات تلفیقی از فناوری و زیستی) به واقعیت نزدیک می‌شوند.

امروزه دانشمندان اعلام کرده‌اند تولید گیاهانی که قادر به تولید نانومواد باشند را چارچوب‌های فلزی اورگانیک یا MOF می‌نامند و می‌توان از آن‌ها به عنوان پوششی برای گیاهان استفاده کرد. این گیاهان با این کار، عملکرد مفید و مضاعفی پیدا می‌کنند که از آن میان می‌توان به احساس مواد شیمیایی یا مهار نور به طور موثرتر اشاره کرد.

طبق گزارش‌های منتشرشده، انسان‌ها هزاران سال مواد خارجی را به گیاهان تزریق می‌کردند. رنگ‌آمیزی گل‌ها نمونه‌ای از این کار است که از سال‌ها پیش انجام می‌شده است. آن‌ها برای این کار، ساقه بریده شده‌ای از یک گل را داخل رنگ قرار می‌دادند و این رنگ در طول ساقه بالا می‌رفت و به گلبرگ‌های گل نفوذ می‌کرد و به این ترتیب نتیجه آن ایجاد گل‌هایی با گلبرگ‌های رنگارنگ می‌شد.

گیاهان به دلیل شبکه‌های آوندی قدرتمندی که دارند، به راحتی آب و مولکول‌های حل شده در مایعات را جذب می‌کنند. با وجود این، نفوذ مواد بزرگ‌تر و نانوموادی، چون MOFs به ریشه گیاهان دشوارتر است؛ بنابراین محققان دانشگاه ملبورن استرالیا مدت‌ها به دنبال آن بودند که بتوانند مواد MOF را به خورد گیاهان بدهند که گیاهان بتوانند آن‌ها را جذب و سپس به نانومواد نهایی تبدیل کنند.

مواد MOF که از یون‌های فلزی یا مجموعه‌ای از مولکول‌های اورگانیک تشکیل شده‌اند، کریستال‌های بسیار متخلخلی را تشکیل می‌دهند که عملکردی مانند اسفنج دارند و می‌توانند از ریشه گیاهان بالا بروند، ذخیره شوند و مولکول‌های دیگر را آزاد کنند. شیمیدان‌ها تاکنون هزاران نوع MOF متفاوت را تولید کرده‌اند که قابلیت‌هایی از ذخیره سوخت هیدروژنی گرفته تا جذب گاز‌های گلخانه‌ای و تزریق دارو‌ها به بدن را شامل می‌شوند.

داشتن گیاهانی که قابلیت تولید مقادیر کمی از این ترکیبات مفید را در بافت‌های خود داشته باشند، توانمندی منحصر به فردی به شمار می‌رود که در طبیعت نمونه آن را نداریم.

محققان برای اطمینان از اینکه گیاهان قادر به تولید MOF هستند، نمک‌های فلزی و لینک‌های آلی را به آب اضافه کردند و سپس گیاهان برش خورده یا سالم را در این محلول قرار دادند. گیاهان این ماده را به بافت خود که دو نوع کریستال فلورسانت MOF رشد می‌کردند، بالا کشیدند.

در شرایط آزمایشگاهی، برش گیاه لوتوس تولیدکننده MOF تجمع‌های کوچک استون را در آب شناسایی کرد که با کاهش فلورسانت مواد نشان داده می‌شود. برحسب نتایج به دست آمده، محققان به دنبال هیبرید‌های MOF گیاهی هستند که بتوانند مواد منفجره یا دیگر مواد شیمیایی فرار را که به ویژه برای امنیت هواپیما‌ها مفید هستند، پیدا کنند.

علاوه بر ایجاد شرایطی که گیاهان بتوانند MOF تولید کنند، از مواد نهایی می‌توان به عنوان پوششی روی گیاهان برای کمک به تبدیل اشعه‌های ماوراءبنفش مضر به نور مفید برای فتوسنتز مورد استفاده قرار می‌گیرد.