Ученые превратили розу в "живой конденсатор" электричества - «Наука»

PNAS.

"Нам удалось зарядить и разрядить розу несколько сотен раз, не теряя при этом емкости этого "био-конденсатора" и качества его работы. Таким образом нам удалось запасти примерно столько же энергии, сколько позволяет применение супер-конденсаторов. Растение можно уже сейчас использовать, не прибегая к дальнейшим оптимизациям, для питания ионных помп или различных сенсоров", — заявила Элени Ставриниду (Eleni Stavrinidou) из университета Линчепинга (Швеция).

Это не первая подобная разработка шведских физиков – в прошлом году та же самая группа ученых открыла необычный полимер PEDOT-S и научилась пропитывать ими сосуды растений, превращая их в проводники электричества. Используя подобные "живые провода", биологи создали первые "растительные" транзисторы и даже превратили листья растений в своеобразные экраны, меняющие цвет при разных напряжениях тока.

Ученые превратили растения в живые компьютеры

В своей новой работе Ставриниду и ее коллеги описали, как им удалось создать новый класс "живых" элементов электрических схем, используя стебель розы, пропитанный веществом под названием ETE-S.

Главным его отличием от PEDOT-S является то, что новый полимер можно ввести в растение в виде одиночных звеньев, которые затем самостоятельно соединятся в длинные цепочки, проводящие электричество. Благодаря этому эффекту проводником становится все растение, а не его отдельные части, как при пропитке PEDOT-S. Кроме того, общая электропроводность повысилась примерно в сто раз.

Когда ученые начали экспериментировать с такими "электрическими розами", они обнаружили, что пропитка ETE-S превратила растение в емкий конденсатор, способный запасать большое количество электричества внутри полимерных нитей.

Физики: наночастицы превратили растение в детектор взрывчатки

Одна роза, как показали замеры ученых, обладает емкостью примерно в 73 микрофарада, что примерно равно емкости конденсаторов, используемых в современной микроэлектронике, и удерживает заряд на протяжении примерно часа. Этого достаточно для питания миниатюрных электронных приборов и систем перекачки веществ внутри растений.

Учитывая небольшую площадь и длину полимерных "проводов", подобный показатель, по словам авторов статьи, близок к тем, которые достигают самые качественные "супер-конденсаторы", создаваемые сегодня физиками для накопления энергии и питания сверхмощных лазеров. Улучшение электропроводящих свойств ETE-S и качества пропитки растения позволит достичь еще более высоких показателей.

Ученые встроили "биооружие" в картошку для защиты от колорадских жуков

В перспективе поля подобных цветов могут частично заменить электростанции, запасая в дневное время энергию, собранную при помощи искусственных систем фотосинтеза, и испуская ее ночью, считает Ставриниду.