اسفناج و اکنون یک سوپر غذای بمبیاب
#اسفناج#بمبیاب#نانولولههای کربن#نیترو آروماتیک#نانوبیونیکِ گیاهان1403/2/18 8:31:06 PMبه گزارش (سیارک) محققان گیاهانی را طراحی کردهاند که برای آشکار نمودن و یافتن مواد منفجره به ما علامت میدهند.
دانشمندان دانشگاه MIT نانولولههای کربن را به برگ گیاه اسفناج اضافه کردند که باعث میشود این گیاهان در هنگام تماس با ترکیباتِ حاوی نیترو آروماتیک در آب، که غالباً در مواد منفجره استفاده میشوند، نور فروسرخ از خود ساطع کنند. یک دوربین ویژه از خاصیت شبنمایی (فلورسانس) این گیاه، که انطباق مثبتی را مخابره میکند، تصویربرداری مینماید و سپس یک ایمیل از طریق رایانهی Raspberry Pi ، ارسال میکند. محققان بر این باورند که این گیاهانِ تغییریافته در حوزهی نوپای «نانوبیونیکِ گیاهان» (نانو زیستسازه شناسی گیاهان) موفقیتی چشمگیر محسوب میشوند که قادرند تغییراتِ بنیادینی در روش شناسایی بمبها، خشکسالیها، مواد سمی و غیره ایجاد نمایند.
گیاهانِ ابرقدرت
همین گروه تحقیقاتی برای اولین بار از این فناوری دو سال پیش رونمایی کردند، در آن زمان آنها از نانوذرات جاسازیشده در برگ گیاهان برای شناسایی اکسید نیتریک، یکی از مواد نشانهی آلودگی، استفاده کردند. از آن زمان تاکنون، این دانشمندان پلیمرهایی ساختهاند که به انواع مولکولها، از جمله هیدروژن پروکسید، TNT و سارین، یک عامل عصبی قوی، میچسبند. پلیمرهای آنها در اطراف نانولولههای کربنی پیچیده میشود و به صورت محلولی به زیر برگ گیاه اعمال میگردد. سپس، این نانولولهها در مزوفیلِ گیاه (بخشی از گیاه که برای فوتوسنتز استفاده میگردد) جذب میشوند و در آنجا در معرض همهی جریانهای شیمیایی در گیاه قرار میگیرند. در این مورد، آنها از گیاه اسفناج استفاده کردند، اما میگویند که می توان از این فناوری در هر گیاهی استفاده کرد.
گیاهان سیستم عروقی بسیار توسعهیافتهای دارند که آب و مواد مغذی را از ریشهها به نوک ساقهها میرساند. همچنین، آنها حساسیت بالایی به تغییرات جزئی محیطی دارند، این خاصیت برای واکنش نشان دادن در مقابل بلایای قریبالوقوع نظیر خشکسالی لازم است.
هرچیزی که گیاه جذب میکند در سراسر سیستمِ خود به گردش در میآورد و مولکولهای جذب شده توسط ریشهها یا برگها در نهایت راه خود را به سمت نانولولههای مستقر در برگ گیاه اسفناج پیدا میکنند. در این چرخه، زمانی که مواد نیترو آروماتیک وجود داشته باشند، آنها به پلیمرهای اطراف نانولولهها میچسبند. این مطلب باعث میشود زمانیکه نور لیزر بر آنها تابیده میشود، نورهای متفاوتی از خود بازتاب کنند، یک دوربین مخصوص از این طیف، که تابش نزدیک-فروسرخ است، تصویربرداری میکند. رایانهای که به دوربین متصل شده است وجود ترکیبات خطرناک را تأیید می کند و ایمیلِ هشدار را مبنی بر وجود تهدید احتمالی ارسال میکند. (سیارک)
مایکل استرانو، استاد مهندسی شیمی در MIT و یکی از مولفان این تحقیق، در یک برنامهی خبری میگوید: «این کار روشی نو برای غلبه بر سد ارتباطی گیاه با انسان است.» این گروه تحقیقاتی نتایج پژوهش خود را در ژورنال « Monday in Nature Materials» منتشر کرد.
همچنان در مراحل اولیه
این گروه تحقیقاتی تنها از ترکیباتِ هواویز برای انجام مراحل آزمایشی استفاده نکردند، که احتمالاً باید همان عاملی باشد که اکثر کاربردهای تجاری این فناوری نیاز به بررسی و کار بیشتر دارند. همچنین، این محققان به حداقل غلظت ترکیبات نیترو آروماتیک که برای بهکار انداختن فرایند آشکارسازی نیاز است اشارهای نکردهاند و مشخص نیست که این گیاهان تا چه اندازه حساس هستند.
این محققان میگویند که سیستم آنها برای شناسایی وجود نیرو آروماتیکها، پس از آنکه به ریشهها اضافه میشوند، به حدود 10 دقیقه وقت نیاز دارد و حسگر فروسرخ از بالا تا فاصلهی 1 متری را جواب میدهد، اگرچه آنها امید دارند که این فاصله را در آیندهای نزدیک افزایش دهند. همچنین، آنها با اضافه نمودن نانولولههای جداگانه، که دائماً نور میتابانند، قابلتاطمینانِ آشکارگرهای خود را افزایش دادند و میگویند که این کار به جلوگیری از ارسال پاسخهای کاذب مثبت کمک میکند.
این پست را چگونه میبینید؟ برای شما مفید بود؟ لطفا با نوشتن کامنت در زیر ما را مطلع کنید. (سیارک)
مترجم itrans.ir