Los escritores de ciencia ficción han imaginado durante mucho tiempo híbridos humano-máquina que ejercen poderes extraordinarios. Sin embargo, las "superplantas" con nanomateriales integrados pueden estar mucho más cerca de la realidad que los cyborgs. Hoy, los científicos informan el desarrollo de plantas que pueden producir nanomateriales llamadosLos marcos organometálicos MOF y la aplicación de MOF como recubrimientos en las plantas. Las plantas aumentadas podrían potencialmente realizar nuevas funciones útiles, como la detección de productos químicos o la recolección de luz de manera más eficiente.
Los investigadores presentarán sus resultados hoy en la Reunión y Exposición Nacional Primavera 2019 de la American Chemical Society ACS.
Según el investigador principal del proyecto, Joseph Richardson, Ph.D., los humanos han estado introduciendo materiales extraños en las plantas durante miles de años. "Un ejemplo de esto es el teñido de flores", dice. "Usted sumergiría un corteel tallo de la flor en un tinte, y el tinte se tomaría a través del tallo y penetraría en los pétalos de la flor, y luego verías estos hermosos colores ".
Debido a sus extensas redes vasculares, las plantas absorben fácilmente el agua y las moléculas disueltas en fluidos. Sin embargo, es más difícil que los materiales más grandes y las nanopartículas como los MOF penetren en las raíces. Richardson y sus colegas de la Universidad de Melbourne Australia se preguntaron sipodrían alimentar a las plantas con precursores de MOF, que las plantas absorberían y luego convertirían en nanomateriales terminados.
Los MOF, que consisten en iones metálicos o grupos unidos a moléculas orgánicas, forman cristales altamente porosos que pueden absorber, almacenar y liberar otras moléculas, como una esponja. Los químicos han hecho miles de MOF diferentes hasta ahora, con potencialaplicaciones que van desde almacenar combustible de hidrógeno hasta absorber gases de efecto invernadero y administrar medicamentos dentro del cuerpo. Hacer que las plantas produzcan pequeñas cantidades de estos compuestos útiles en sus propios tejidos podría darles nuevas habilidades que no se ven en la naturaleza.
Para ver si las plantas podían producir MOF, Richardson y sus colegas agregaron sales metálicas y enlazadores orgánicos al agua y luego colocaron esquejes o plantas intactas en la solución. Las plantas transportaron los precursores a sus tejidos, donde crecieron dos tipos diferentes de cristales fluorescentes MOFEn un experimento de prueba de concepto, los recortes de plantas de loto productoras de MOF detectaron pequeñas concentraciones de acetona en el agua, como lo demuestra una disminución en la fluorescencia de los materiales. En base a estos resultados, Richardson planea explorar si los híbridos de plantas-MOF podríandetectar explosivos u otros productos químicos volátiles, que podrían ser útiles para la seguridad del aeropuerto.
Además de hacer que las plantas produzcan MOF, los materiales terminados podrían usarse como un recubrimiento en las plantas para ayudarles a convertir los dañinos rayos ultravioleta UV en luz que es más útil para la fotosíntesis ". Al contemplar cultivos en el espacio oen Marte, donde no tienes atmósfera y eres bombardeado por los rayos UV, algo como esto podría ser útil ", dice Richardson." Eso es porque no solo protege a las plantas de los rayos UV, sino que también las convierte en energía útil.Especialmente a medida que te alejas del sol, es más difícil capturar toda la luz que necesitas para la fotosíntesis ".
Los investigadores ya comenzaron a examinar las capacidades protectoras de los nanomateriales, y los datos preliminares son prometedores. El equipo cubrió los recortes de crisantemo y lilyturf con MOF luminiscentes y luego expuso las plantas a la luz UVC durante tres horas. En comparación con los recortes no recubiertos,las plantas con MOF mostraron menos marchitamiento y decoloración.
Ahora, Richardson se está asociando con biólogos de plantas para estudiar los efectos de los MOF en el crecimiento de las plantas. Hasta ahora, no han notado ninguna toxicidad de los nanomateriales. Los investigadores también quieren explorar si los MOF podrían ayudar a las plantas a crecer mejor,que puede conducir a aplicaciones en la agricultura.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Sociedad Americana de Química . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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