Nuevas Plantas De Alta Tecnología Podrían Detectar Bombas O Armas Químicas

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Usando la nanotecnología, los investigadores están haciendo que las plantas sean aún más útiles al convertirlas en productores de súper energía o sensores para explosivos.

Los investigadores han comenzado a diseñar plantas para producir más cargas de energía o contaminación sensorial e incluso explosivos.

En un nuevo estudio, los investigadores incorporaron pequeñas estructuras llamadas nanotubos de carbono en las fábricas de plantas que producen energía, lo que aumenta su capacidad de captura de luz en un 30 por ciento. Usando otros nanotubos de carbono, los investigadores hicieron plantas sensibles al óxido nítrico contaminante atmosférico.

"Las plantas son muy atractivas como plataforma tecnológica", dijo Michael Strano, líder del estudio que se detalla el 16 de marzo en la revista Nature Materials, en un comunicado. "Se reparan a sí mismos, son ecológicamente estables en el exterior, sobreviven en ambientes hostiles y proporcionan su propia fuente de energía y distribución de agua", dijo Strano, un ingeniero químico del MIT.

Strano y sus colegas son pioneros en un nuevo campo al que llaman "plantas nanobiónicas". "Nano" se refiere a la escala de los materiales, que son del orden de una billonésima parte de un metro, y "biónico" se refiere al uso de la naturaleza para inspirar la ingeniería. [Top 10 tecnologías ambientales emergentes]

Plantas superalimentadas

Los investigadores trabajaban originalmente en la construcción de células solares de reparación automática basadas en células vegetales, que convierten la luz en energía química, en forma de azúcares y otros compuestos, mediante un proceso conocido como fotosíntesis. El proceso se basa en los cloroplastos, las diminutas fábricas de energía dentro de las células vegetales.

Strano y su equipo querían aislar los cloroplastos de las plantas y hacerlas más eficientes. Pero si los cloroplastos se eliminan de las plantas, comienzan a degradarse después de unas horas debido al daño de la luz y el oxígeno.

Para proteger los cloroplastos contra este daño, los investigadores incorporaron los cloroplastos con pequeñas partículas de antioxidantes, o nanopartículas, que recogen radicales de oxígeno y otras moléculas altamente reactivas. Para entregar las nanopartículas, los investigadores las recubrieron con una molécula altamente cargada que permitió a las partículas penetrar en las membranas grasas de los cloroplastos. Como resultado de las nanopartículas, la cantidad de moléculas dañinas se desplomó.

Luego, los investigadores recubrieron diminutos cilindros llamados nanotubos de carbono en ADN con carga negativa y los incrustaron en los cloroplastos. Los nanotubos funcionaron como antenas artificiales que permitieron a la planta capturar más luz de lo habitual.

La tasa de fotosíntesis en los cloroplastos con nanotubos incrustados fue casi 50 por ciento mayor que en los cloroplastos aislados que carecían de los nanotubos. Cuando los investigadores incorporaron nanopartículas antioxidantes y nanotubos de carbono en los cloroplastos, estas células continuaron funcionando fuera de la planta por más tiempo.

Los investigadores también mejoraron la eficiencia energética de las plantas vivas. Infundieron nanopartículas en una pequeña planta con flores llamada Arabidopsis thaliana, mejorando la fotosíntesis en un 30 por ciento. Los investigadores dijeron que el efecto que esto tiene en la producción de azúcar de la planta es un misterio, dijeron los investigadores.

Sensores de contaminacion

Strano y sus colegas también encontraron una manera de convertir el Arabidopsis thaliana Las plantas se convierten en sensores químicos, utilizando nanotubos de carbono que detectan el óxido nítrico contaminante, que se produce por combustión.

Los investigadores han desarrollado previamente nanotubos de carbono que detectan el explosivo TNT y el gas nervioso sarin, por lo que podrían convertir las plantas en sensores para detectar estas toxinas en bajas concentraciones. Las plantas nanobiónicas también podrían usarse para controlar pesticidas, infecciones por hongos o toxinas bacterianas. Además, el equipo ahora está trabajando en la incorporación de materiales electrónicos en las plantas.

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