ذخیره انرژی در گل سرخ سایبورگ

دانشمندان توانستند یک محلول رسانا را به یک گل سرخ بریده شده تزریق کنند و سیم هایی را از میان ساقه، برگ ها و گلبرگ های آن عبور دهند تا به ابرخازنی کاملا کاربردی برای ذخیره انرژی تبدیل شود.

گیاه e-Plant می تواند بدون از دست دادن کارایی، هزاران بار شارژ شود، بعد از این اختراع گروه تحقیقاتی مدعی شدند روزی خواهند توانست سلول های سوختی یا سیستم های انرژی خودکار درون گیاهان زنده ایجاد کنند.

چند سال پیش دانشمندان اعلام کرند که امکان ایجاد گیاهان الکترونیکی وجود دارد اما امروزه نشان دادند که این تحقیق کاربردهای عملی نیز دارد.

آن ها نه تنها نشان دادند که با این کار امکان ذخیره انرژی وجود دارد بلکه همچنین توانستند سیستم هایی با کارایی بسیار عالی تهیه کنند.

در سال ۲۰۱۵ گروه تحقیقاتی با پر کردن رگ برگ های گل سرخ با محلول پلیمری رسانا توانست اولین گل سرخ سایبورگ خود را تولید کند.

انجام این کار سخت تر از چیزی بود که به نظر می رسید زیرا آن ها باید به دنبال ماده ای می گشتند که هدایت مناسب و معقولی داشته باشد، برای گیاه سمی نباشد، انسداد ایجاد نکند و به سطح داخلی رگ برگ که آوند چوبی نامیده می شد، نچسبد.

آن ها سرانجام محلولی به نام PEDOT یا پلی (۳و۴ اتیلن دیوکسی تیوفن) یافتند و گل سرخ بریده شده را درون آن خیساندند.

بعد از دو روز دیدند که پلیمر رسانا جذب شبکه رگ برگ ها شده است، آن ها بافت بیرونی ساقه را جدا کردند و دیدند که سیم های پلیمری از میان شبکه آوند چوبی گل سرخ حرکت کرده است.

با قرار دادن الکترودهای طلایی و میله ها در انتها و میانه گل سرخ بریده شده، تیم توانست یک ترانزیستور کاملا کاربردی ایجاد کند و سپس آن را به یک مقاومت خارجی متصل کرد و توانست به طور موفقیت آمیزی جریان را از میان آن عبور دهد.

محققان با استفاده از تصاویر زیبای میکروسکوپی یاقتند که می توانند مدارها را به طرز دیگری نیز ایجاد کنند. بنابراین سریعا یک گام جلوتر رفتند.

آن ها می خواستند محلول پلیمر را طوری به گردش درآورند که به صورت خودکار و به طور کامل  در کل گیاه پخش شود. یعنی از میان همه قسمت های برگ ها، گلبرگ ها عبور کند و مانند آزمایش قبلی نباشد که تنها مناطقی از ساقه را پوشش داد.

محققان یک ژل جدید به نام ETE-S ایجاد کردند که نه تنها از میان همه بافت های عروقی عبور می کرد بلکه زمانی که درون سیم ها سفت می شد دوبرابر حالت قبلی رسانایی ایجاد می کرد و سطوح بالایی از هدایت و رسانایی در چندین سانتیمتر از گیاه حفظ می شد.

زمانی که محققان به درون بافت گل سرخ نگریستند یافتند که محلول پلیمر به دیواره های عروقی گیاه نفوذ کرده است تا بین دیواره سلولی و غشاء پلاسما قرار گیرد.

این کار به آن ها این اجازه را داد تا بتوانند شبکه سیم ها در طول ساقه را به وسیله قرار دادن چندین ابرخازن به یک دستگاه الکترونیکی کاملا کاربردی تبدیل کنند. ابرخازن جزء قدرتمندی است که در انواع وسایل الکترونیکی استفاده می شود تا بتواند مقدار زیادی انرژی الکتریکی ذخیره کند.

بدین منظور تیم از سیم ها به عنوان الکترود و از بافت گیاهی بین آن ها به عنوان تفکیک کننده الکترولیت استفاده کرد. تفکیک کننده الکترولیت یک غشاء نفوذپذیر است که به منظور جلوگیری از اتصال کوتاه الکترودها را از هم جدا می سازد.

محققان توانستند e-Plant را طی چرخه های شارژ مکرر بدون از دست دادن هیچ بازده ای عبور دهند. درواقع آن ها توانستند گل سرخ را صدها بار به طور مکرر و بدون از دست دادن کارایی دستگاه شارژ کنند.

آن ها به ذخایر انرژیی به بزرگی ذخایر موجود در ابرخازن های قدیمی دست یافتند. گیاه می تواند به طور بالقوه و بدون هیچ گونه بهینه سازی، سیستم پمپ یونی و انواع محتلف سنسورها را قوی سازد.

گام بعدی محققان این است که تکنیکی ایجاد کنند که نه تنها در گل سرخ بریده شده بلکه در نوع زنده آن نیز عمل کند. بنابراین امکان رشد سیستم های الکترونیکی اولیه درون پوشش گیاهی جنگل و یا زمین های سبزی برای دست یافتن به انرژی وجود دارد.

این کار نوعی نمایش حارق العاده در آینده است که به نگاه شما به آینده بستگی دارد، اما e-Plant تنها ما را یک گام نزدیک تر می کند.

در آینده ای بسیار بسیار دور خواهیم توانست سبزیجات کامپیوتری را در باغچه هایمان رشد دهیم.