地下水中或存在某些危險(xiǎn)物質(zhì)人類(lèi)很難察覺(jué)出來(lái)，但利用納米技術(shù)改造的菠菜類(lèi)植物卻能做到。美國(guó)工程師通過(guò)在葉子中嵌入碳納米管，將菠菜變身為能探測(cè)爆炸物的傳感器，并可以無(wú)線方式將信息傳遞到智能手機(jī)等手持設(shè)備。
領(lǐng)導(dǎo)此項(xiàng)研究的麻省理工學(xué)院化學(xué)工程系教授邁克爾·斯特拉諾稱(chēng)，這種納米仿生技術(shù)的目標(biāo)是將納米粒子引入植物，賦予其非原生功能。
研究人員在發(fā)表于10月31日《自然·材料》雜志上的論文中稱(chēng)，他們借助一種被稱(chēng)為“血管灌注”的技術(shù)，將含有納米粒子的溶液注射到葉子背面——即將硝基芳烴傳感器嵌入到菠菜葉子光合作用最強(qiáng)的葉肉層。研究人員還嵌入了可發(fā)射恒定熒光信號(hào)的碳納米管作為參考。通過(guò)比較兩個(gè)熒光信號(hào)，更容易確定傳感器是否檢測(cè)到了爆炸物，如地下水中存在爆炸物分子，植物10分鐘即可將其傳送到嵌有傳感器的葉片。
為了讀取信號(hào)，研究人員將激光打到葉片上，激發(fā)其中的納米管發(fā)射近紅外熒光。熒光可由連接到一臺(tái)小型電腦的紅外相機(jī)檢測(cè)到。通過(guò)移除紅外濾光片，具有拍照功能的普通智能手機(jī)也能檢測(cè)到這一信號(hào)。目前，研究人員已能在離植物1米遠(yuǎn)的地方進(jìn)行檢測(cè)。
斯特拉諾表示，新方法為克服植物與人類(lèi)的通信障礙提供了可能，它也可用以警示污染和干旱等環(huán)境問(wèn)題。此外，新技術(shù)還具有多功能性，今后可擴(kuò)展到任何植物。植物學(xué)家利用這些傳感器可以更好地監(jiān)測(cè)植物健康，最大限度地增加植物合成藥用化合物的產(chǎn)量。下一步，他們將利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)植物進(jìn)行基因改造，讓植物不再生成葉綠素，而是隨周?chē)镔|(zhì)成分的不同改變?nèi)~子顏色，這樣獲得的植物不需紅外傳感器等額外裝置，依靠自身即能完成檢測(cè)任務(wù)。
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