Как хранить энергию в корнях растений придумали шведские ученые - «Технологии»
Новое исследование сотрудников шведского Университета Линчёпинга показало, что корни растений могут использоваться в качестве накопителей энергии. Ученые провели эксперимент, в ходе которого растения поливались специальным раствором, чтобы сделать их корни электропроводящими. В результате они получили доказательства возможности создания «растительных суперконденсаторов», а также биогибридных систем, объединяющих биологические процессы с функциями электроники.
Доктор Элени Ставриниду, доцент и главный исследователь в Лаборатории органической электроники, показала жизнеспособность концепции на васкулярной ткани роз еще в 2015 году. Проводящий полимер PEDOT был поглощен сосудистой системой растения с образованием электрических проводников, которые использовались для изготовления транзисторов. В более поздней работе 2017 года она продемонстрировала, что конъюгированный олигомер ETE-S может полимеризоваться в растении и образовывать проводники, которые можно использовать для хранения энергии.
«Ранее мы работали с черенками растений, которые могли впитывать и организовывать проводящие полимеры или олигомеры. Однако они не растут и могут жить всего несколько дней. В новом исследовании мы используем неповрежденные растения – обычную, выращенную из семени фасоль, и показываем, что растения становятся электрически проводящими после обработки их раствором, содержащим олигомеры», - говорит Ставриниду.
В своей работе ученые использовали тример ETE-S, который полимеризуется естественным путем на растении. На корнях растения образуется проводящая пленка полимера, которая заставляет всю корневую систему функционировать как сеть легкодоступных проводников.
Корни бобовых растений оставались токопроводящими в течение по меньшей мере четырех недель с проводимостью приблизительно 10 См/см (Сименс на сантиметр).
Исследователи изучили возможность использования растений для хранения энергии и создали суперконденсатор на их основе, в котором корни функционировали как электроды во время зарядки и разрядки.
«Суперконденсаторы на основе проводящих полимеров и целлюлозы - это экологически чистая альтернатива для хранения энергии, которая является дешевой и масштабируемой», - объясняет Ставриниду.
Выяснилось, что суперконденсартор на основе корня работал стабильно и мог хранить в 100 раз больше энергии, чем предыдущие аналогичные эксперименты, в которых использовался стебель растения. В ходе эксперимента фасоль продолжала расти и приносить плоды.
«У растения развивается более сложная корневая система, но в остальном никакого влияния нет: оно продолжает расти и производить бобы», - уверяет Ставриниду.
Результаты, опубликованные в научном журнале Materials Horizons, имеют большое значение не только для развития устойчивого хранения энергии, но и для разработки новых биогибридных систем, таких как функциональные материалы и композиты. Проводящие корни также являются важным вкладом в развитие беспрепятственной связи между электронными и биологическими системами.
Финансирующие организации для исследования включали программу EU Horizon FET-OPEN-HyPhOE, Шведский исследовательский совет, Валленбергский центр науки о древесине и область стратегических исследований в области материаловедения передовых функциональных материалов (AFM) Университета Линчёпинга.
Источник: liu.se
И будьте в курсе первыми!
