Investigadores suecos desarrollan plantas electrónicas

• Crean circuitos analógicos y digitales integrados en plantas vivas
• Ha utilizado el sistema vascular de rosas para construir los componentes
• Podría permitir combinar señales eléctricas con procesos químicos de la planta

Las investigaciones se han centrado en el sistema vascular de rosas vivas.

Investigadores de la Universidad de Linköping, en Suecia, han creado circuitos electrónicos analógicos y digitales dentro de plantas vivas. El equipo en el Laboratorio de Electrónica Orgánica (LOE, por sus siglas en inglés), bajo la dirección del profesor Magnus Berggren, ha utilizado el sistema vascular de rosas vivas para construir componentes clave de circuitos electrónicos.

El artículo sobre este trabajo que se publica en la revista 'Science Advances', muestra cables, lógica digital e incluso monitores fabricados dentro de las plantas, lo que podría desarrollar nuevas aplicaciones para la electrónica orgánica y nuevas herramientas en la ciencia de las plantas.

Las plantas son organismos complejos que se basan en el transporte de señales y hormonas iónicas para llevar a cabo sus funciones necesarias. Sin embargo, funcionan en una escala de tiempo mucho más lenta, por lo que interactuar con e investigar las plantas resulta difícil.

Ampliar las plantas con funcionalidad electrónica permitiría combinar señales eléctricas con los propios procesos químicos de la planta. El control y la interconexión con vías químicas en las plantas podría allanar el camino hacia células basadas en la energía de la fotosíntesis, reguladores de sensores y del crecimiento y dispositivos que modulan las funciones internas de las plantas.

"Antes, no teníamos buenas herramientas para medir la concentración de varias moléculas en plantas vivas. Ahora, vamos a ser capaces de influir en la concentración de las diversas sustancias en las plantas que regulan su crecimiento y desarrollo. Aquí, veo grandes posibilidades para un mayor aprendizaje", dice Ove Nilsson, profesor de Biología de la Reproducción de Plantas y director del Centro de Ciencias Ume Plant, así como coautor del artículo.

Electrónica en los árboles

La idea de poner la electrónica directamente en los árboles para la industria del papel se originó en la década de 1990 mientras que el equipo del LOE de la Universidad de Linköping estaba investigando la electrónica impresa en papel. Los primeros esfuerzos por introducir la electrónica en las plantas los realizó el profesor asistente Daniel Simon, líder del equipo de Bioelectrónica del LOE, y el profesor Xavier Crispin, jefe del equipo de dispositivo de estado sólido del LOE, pero la falta de fondos por inversores escépticos detuvo estos proyectos.

Gracias al dinero para la investigación de la Fundación Knut y Alice Wallenberg en 2012, el profesor Berggren fue capaz de reunir a un equipo de expertos para reiniciar el proyecto. El equipo realizó muchos intentos de introducir polímeros conductores a través del tallo de la rosa. Sólo un polímero, llamado PEDOT-S, sintetizado por el doctor Roger Gabrielsson, se colocó con éxito dentro de los canales del xilema como hilos conductores, al tiempo que permitió el transporte de agua y nutrientes.

La doctora Eleni Stavrinidou, de la Universidad de Linköping, Suecia, utilizó el material para crear largos cables (10 cm) en los canales del xilema de la rosa. Mediante la combinación de los cables con el electrolito que rodea a estos canales fue capaz de crear un transistor electroquímico, que convierte las señales iónicas en productos electrónicos.

Infiltración de vacío

Otro de los investigadores, el doctor Eliot Gómez, empleó métodos comunes en biología de las plantas -la infiltración de vacío- para infundir otra variante de PEDOT en las hojas. El polímero infundido formó "píxeles" de células electroquímicas divididas por las venas. La tensión aplicada hizo que el polímero interactuara con los iones en la hoja, posteriormente cambiando el color de PEDOT en un dispositivo como un monitor, un funcionamiento similar a las pantallas enrollables impresas fabricadas en 'Acreo Swedish ICT', en Norrköping.

“Podemos colocar sensores en las plantas y usar la energía formada en la clorofila, o producir antenas verdes. “

Estos resultados son los primeros pasos para fusionar los diversos campos de la electrónica orgánica y la ciencia de las plantas. El objetivo es desarrollar aplicaciones para la energía, la sostenibilidad ambiental y las nuevas formas de interactuar con las plantas.

El profesor Berggren subraya: "Ahora, realmente podemos empezar a hablar de "energía de las plantas"; podemos colocar sensores en las plantas y usar la energía formada en la clorofila, producir antenas verdes o crear nuevos materiales. Todo ocurre de forma natural y utilizamos los propios sistemas muy avanzados y únicos de las plantas".