Roos kui hoidla

Polümeervõrk teeb Rose'ist elektrokeemilise kondensaatori

Juhtiv polümeer muudab tavalise roosi automaatselt kanalivõrguks, mis võib hoida elektrit. © Thor Balkhed / Univers Link Linköping
ettelugemist

Küborgi roos: teadlased on teisendanud tavalise roosi elektrokeemiliseks elektrisalvestuseks. Selleks neelas tehas juhtivast polümeerist, mis moodustas oma sisemuses hargnenud torustikuvõrgu. Ainuüksi vars lõi elektrokeemilise kondensaatori struktuuri. Uut Roseni kondensaatorit saab laadida ja laadida sadu kordi ning see võib näiteks andureid toita.

Taimede elektrooniline "uuendamine" on moes: juba eelmisel aastal muutsid teadlased spinati taimed nanotorude abil keskkonnaanduriteks. Seevastu teine ​​uurimisrühm kasutas lahustuvat polümeeri roosi muutmiseks küborgi taimeks. Tema varrest sai bio-transistor ja tema käest elektrooniliselt lülitatav ekraan.

Torujuht roosi sees

Nüüd on Roger Gabrielsson Rootsis Linköpingi ülikoolist ja tema kolleegid Cyborgi roosi edasi arendanud - näidanud esmakordselt praktilist rakendust. Selleks töötasid nad välja uue juhtiva polümeeri, mis mitte ainult ei leviks roosi varre jälgedes, vaid tõmmatakse lehtedesse.

Taimse materjaliga toimides tahkestatakse ja moodustub polümeer torude võrku - vastupidiselt eelmise versiooni lühikestele vartele. "Taime ruumiline struktuur toimib mallina, samal ajal kui nende biokeemilised reaktsioonid toimivad polümerisatsiooni katalüsaatorina, " selgitavad Gabrielsson ja tema kolleegid.

Ühendatud vooluahelaga kontaktide kaudu saab elektrilist roosi korduvalt laadida ja tühjendada. © Thor Balkhed / Linköpingi ülikool

Teisendatud superkondensaatoriks

Tähtsündmus: roosi keerukam torude võrk annab taimele täiesti uued, praktiliselt kasutatavad omadused. See võimaldab liinid muundada elektrokeemiliseks kondensaatoriks - ja seega elektrienergia salvestamise ja tarnimise instrumendiks. kuva

Küborgi roosi muutmiseks selliseks superkondensaatoriks piisas, kui koputada kaks polümeeri juhet nende vartesse ja teha need kuldse kontaktiga väljastpoolt juurdepääsetavaks. "Kaks joont toimisid elektroodidena ja taimede kude nende vahel eraldajana, " selgitavad teadlased.

Tugev ja võimas

Toite sisselülitamisel see bioloogiline kondensaator lahustub ja suudab voolu mõnda aega säilitada, nagu testid on näidanud. "Me suutsime tuvastada galvanostaatilise laadimise ja tühjenemise 0, 25-amprise voolutugevuse korral mikromeetrisse, " kinnitavad teadlased. "Elektrisalvestuse omadused on samas suurusjärgus nagu teiste elektrokeemiliste kondensaatorite puhul."

Lõppude lõpuks oli Roseni kondensaatori võimsus lihtsate seadmete juhtimiseks piisav: "Taim saab mitmesuguseid andureid või meie ioonipumpa toita ilma süsteemi optimeerimiseta, " ütleb Gabrielssoni kolleeg Eleni Stavrinidou. Ka Roseni kondensaator osutus märkimisväärselt jõuliseks: "Suutsime roosi laadida ja tühjaks laadida sadu kordi, kaotamata selle võimsust, " ütlesid teadlased.

Suur potentsiaal

Selliste elektritaimede uurimine on alles algusjärgus. Kuid teadlased näevad selles tehnoloogias suurt potentsiaali rohelise elektrienergia hoidmiseks või tulevikus elektritarnijateks. Näiteks oleksid mõeldavad taimed, mis varustavad andureid elektrienergiaga või - tervete väljade kujul - veelgi suuremate seadmetega. Selliste elektrijaamade baasil saaks välja töötada ka biokütuseelemendid. (Riikliku Teaduste Akadeemia (PNAS) toimetised, 23017; doi: 10.1073 / pnas.1616456114)

(Link ping Universitet / PNAS, 28.02.2017 - MTÜ)