Nowe spojrzenie na zieloną technologię
Słysząc termin „zielona technologia”, prawdopodobnie wyobrażamy sobie energooszczędne urządzenia lub rozwiązania technologiczne do walki ze zmianą klimatu. Czy przychodzą nam natomiast do głowy rośliny i drzewa? Pewnie nie. Mimo to w oczach zespołu finansowanego przez UE projektu HyPhOE to właśnie rośliny są oryginalną zieloną technologią. „Fotosynteza to w pewnym sensie naturalna technologia, wydajny proces przekształcania światła słonecznego w energię i usuwania dwutlenku węgla z powietrza”, mówi Eleni Stavrinidou, profesor nadzwyczajna w dziedzinie elektroniki organicznej na Uniwersytecie Linköping. Jak podaje Stavrinidou, która pełni rolę koordynatorki projektu, celem zespołu projektu HyPhOE jest przedstawienie nowego spojrzenia na zieloną technologię. „Granice między technologią a naturą stopniowo zanikają, natura staje się częścią technologii, a technologia wykorzystywana jest do modyfikowania natury”, dodaje. „Naszym celem było przyspieszenie tego procesu poprzez utworzenie symbiozy rewolucyjnej pomiędzy organizmami fotosyntezującymi a technologią”. Aby tego dokonać, naukowcy skupili się na opracowaniu zaawansowanych systemów biohybrydowych opartych na organizmach fotosyntezujących oraz inteligentnych materiałach i urządzeniach. „Ostatecznie nasze prace pomagają w budowaniu świata, w którym systemy energetyczne opierają się na elektronicznie modyfikowanych roślinach, a monitorowanie środowiska odbywa się za pomocą roślin wyposażonych w czujniki”, wyjaśnia Stavrinidou.
Sedno sprawy
Jednym z głównych celów zespołu projektu było opracowanie opartych na roślinach systemów biohybrydowych, które nie zaburzają wzrostu i rozwoju samej rośliny. „Wcześniejsze prace nad elektroniczną funkcjonalizacją roślin koncentrowały się na sadzonkach. Natomiast w ramach naszego projektu opracowaliśmy metodę funkcjonalizacji nienaruszającą roślin, dzięki czemu zachowują one swoje funkcje biologiczne oraz mogą dalej rosnąć i rozwijać się”, podkreśla Stavrinidou. Opracowane w ramach projektu HyPhOE biohybrydowe rośliny składają się z elektronicznego systemu korzeni, który może być wykorzystywany do magazynowania energii. „Funkcjonalizacja elektroniczna systemu korzeni nie naruszyła roślin, które dostosowały się do nowej hybrydowej formy, wykształcając bardziej złożone korzenie”, zauważa Stavrinidou. W ramach projektu powstały także bioelektroniczne urządzenia do monitorowania i modulacji fizjologii roślin. Czerpiąc inspirację z biomechaniki, naukowcy stworzyli czujniki, które mogą zostać wszczepione w roślinę, by w czasie rzeczywistym dostarczać danych dotyczących na przykład różnic w poziomie cukru w tkance naczyniowej drzew. Badacze wykorzystali ponadto bioelektroniczny nośnik leków w celu transportu fitohormonów do liści nienaruszonych roślin. „Umożliwiło nam to elektroniczną kontrolę porów odpowiedzialnych za wymianę gazów i transpirację, czyli zdolność, która może wspomóc walkę ze zmianą klimatu”, mówi Stavrinidou.
Ogromny potencjał i plany na dalsze badania
Stavrinidou przyznaje, że projekt HyPhOE pomyślnie zaprezentował ogromny potencjał wykorzystywania bioelektroniki i systemów biohybrydowych w nauce o roślinach. „W ramach tego wizjonerskiego projektu powstały nowe technologie oparte na fotosyntezujących organizmach i opracowane z myślą o nich”, podsumowuje badaczka. „Chociaż nie udało nam się w pełni osiągnąć naszych celów, nasze ustalenia przygotowują grunt pod dalsze badania w tej dziedzinie”. Stavrinidou już realizuje niektóre z nich dzięki uzyskanemu nowemu grantowi. Opierający się na sukcesie HyPhOE nowy projekt skupia się na rozwoju systemów biohybrydowych posiadających ożywione cechy oparte na komórkach roślinnych.
Słowa kluczowe
HyPhOE, zielona technologia, rośliny, zmiana klimatu, fotosynteza, energia, biohybrydowy, bioelektronika
