傳動網 > 新聞頻道 > 行業資訊 > 資訊詳情

植入傳感器 玫瑰花也能變身機器人

時間:2015-11-26

來源:網絡轉載

導語:瑞典的一個研究小組一直致力于研究調節植物生長的方法,他們在植物內部設置電線,建立營養通道來傳送傳感器和藥物。其目的是在合適的時間,提供適量的植物激素。這樣可以更加精確地控制植物產出。

正如歌里面唱的那樣,「每朵玫瑰都有自己的刺」,但并不是每朵玫瑰都有電線穿過它的身體。「植物機器人」這一充滿未來感的想法正從科幻小說走向真實的世界。

瑞典的一個研究小組一直致力于研究調節植物生長的方法,他們在植物內部設置電線,建立營養通道來傳送傳感器和藥物。其目的是在合適的時間,提供適量的植物激素。這樣可以更加精確地控制植物產出。

這個項目的目的令人激動:通過嵌入生物燃料電池,將植物變成太陽能發電站。如果一切順利,在未來,傳感器和其他設備可以收獲來自光合作用過程中(植物將光能轉化為化學能的過程)的電能。這樣芬芳的前景看起來并不會始于一朵毫不起眼的花園玫瑰。但電子植物的第一個成功步驟已經開始。瑞典Linköping大學的研究團隊邁出了重大的一步,第一次通過實驗證明電子電路可以存在于活體植物的莖和葉中。該研究成果發表在2015年11月20日的《科學進展》上。

他們在玫瑰莖內置有10厘米長的電線,將葉子變成了能按需改變色彩深淺的片狀電子顯示器。他們還基于內嵌的電線創建了晶體管——這是現代電子學核心的基本開關。

「在某種意義上,我們為植物引入了一個神經系統。」瑞典Linköping大學有機電子學教授MagnusBerggren說。

但是研究人員并沒有為了植入電線而對玫瑰花做一些弗蘭肯斯坦般的手術。相反,他們采用的是植物自然系統的管道(木質部),這是植物將水和養分從根輸送到莖、葉和鮮花的管道。

這個團隊的早期嘗試是用導電聚合物電線通過木質部,結果導致木質部被堵塞,或植物表現出嚴重的毒性反應。但是研究者們最終發現液體包含有稱為聚乙烯的高分子聚合物,也稱為PEDOT。這種聚合物隨時可以被木質部吸收并均勻分布到植物體每個部分。此外,他們還發現,它最終將形成一個固體電線,能夠傳輸電力。這種「木質部電線」的存在還能給植物生存提供必要的水分和養分。

Berggren解釋溶液是怎樣溶解掉PEDOT中的S:H化學鍵,也就是一種PEDOT的化學變化,它在木質部的維管通道和延遲的免疫反應的共同幫助下,能夠形成固體電線。

過了一段時間,植物對這個未知的物質產生反應。一個對病原體或有毒物質的常見反應,包括單價和二價離子的交換。二價離子的增加,促進自我組織和實際木質部內壁電線的形成。從某種意義上說,植物幫助我們將導電和電子器件的分布同木質部內壁的膜的形成分開。

木質部電線的成功創建還允許研究人員在植物內部創建「有機電化學晶體管」;這些晶體管將化學信號轉換成電信號輸出。這種晶體管可以形成更復雜植物機器人的基本硬件設備。團隊甚至用植物電路來演示數字邏輯門電路,來執行更復雜的電子和計算機操作。

其他實驗把玫瑰花的葉子變成了逼真的電子顯示屏。瑞典研究人員通過一個充滿了不同PEDOT溶液的注射器,將一片樹葉封裝起來。當注射器的柱塞拔出,它創建了一個真空,通過葉表面的氣孔,吸入樹葉周圍的氣體。一旦注射器柱塞往下推,PEDOT溶液就會沖進毛孔填補樹葉靜脈之間的空間。

結果是葉內的導電材料拼在一起,形成一個不完整的網絡。研究人員將樹葉夾在PEDOT膜之間,使其與樹葉內部的PEDOT創建電氣接觸。這使得團隊能遠程操作葉子內部的材料,在較明或較暗模式之間改變它們的顏色。明暗之間的切換大約需要20秒。研究人員還發現了一種模式,無論是光明或黑暗,都將持續大約10分鐘。

Berggren說,在這個實驗里,研究者主要研究了切下的玫瑰莖葉,但這個成果還可幫助創造出其他電子植物。玫瑰的基本結構與那些較大的植物(比如樹)類似,這意味著,樹在理論上也可成為有生命的「植物機器人」。

中傳動網版權與免責聲明:

凡本網注明[來源:中國傳動網]的所有文字、圖片、音視和視頻文件,版權均為中國傳動網(www.hysjfh.com)獨家所有。如需轉載請與0755-82949061聯系。任何媒體、網站或個人轉載使用時須注明來源“中國傳動網”,違反者本網將追究其法律責任。

本網轉載并注明其他來源的稿件,均來自互聯網或業內投稿人士,版權屬于原版權人。轉載請保留稿件來源及作者,禁止擅自篡改,違者自負版權法律責任。

如涉及作品內容、版權等問題,請在作品發表之日起一周內與本網聯系,否則視為放棄相關權利。

關注伺服與運動控制公眾號獲取更多資訊

關注直驅與傳動公眾號獲取更多資訊

關注中國傳動網公眾號獲取更多資訊

最新新聞
查看更多資訊

熱搜詞
  • 運動控制
  • 伺服系統
  • 機器視覺
  • 機械傳動
  • 編碼器
  • 直驅系統
  • 工業電源
  • 電力電子
  • 工業互聯
  • 高壓變頻器
  • 中低壓變頻器
  • 傳感器
  • 人機界面
  • PLC
  • 電氣聯接
  • 工業機器人
  • 低壓電器
  • 機柜
回頂部
點贊 0
取消 0