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(odnośnik otworzy się w nowym oknie) 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(odnośnik otworzy się w nowym oknie), profesor nadzwyczajna w dziedzinie elektroniki organicznej na Uniwersytecie Linköping(odnośnik otworzy się w nowym oknie). 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.