Crean rosas biónicas con circuitos electrónicos

México, D.F., a 03 de diciembre de 2015.- Todas las rosas tienen espinas. Pero las rosas que crecen en un laboratorio sueco también tienen transistores y electrodos.

Investigadores de la Universidad de Linköping han creado rosas biónicas al incorporar en las flores materiales electrónicos compatibles con plantas. Una de sus rosas modificadas tiene circuitos digitales sencillos a través de su tallo y otra cambia de color su hoja cuando se le aplica un voltaje determinado.

Estos científicos quieren producir herramientas para que los biólogos puedan registrar o regular la fisiología de las plantas, lo que equivaldría a implantes médicos, como marcapasos. Los componentes electrónicos también podrían ser una manera de diseñar plantas sin manipular su ADN, añade Magnus Berggren, científico de materiales de la Universidad de Linköping y líder de la investigación publicada enScience Advances.

Los científicos de materiales dicen que les gusta la creatividad de Berggren, pero no están seguros de qué hacer con los experimentos. “Me parece genial, pero no estoy seguro exactamente de que qué implicaciones tiene”. Pero así es la ciencia y la curiosidad científica, supongo”, dice Zhenan Bao, que trabaja con electrónica orgánica en la Universidad de Stanford, en California. Christopher Bettinger, ingeniero biomédico de la Universidad de Carnegie Mellon, en Pittsburgh, Pensilvania, y quien desarrolla materiales electrónicos comestibles y biodegradables, dice que el trabajo de Berggren es “chévere, divertido e invita a la reflexión”.

Conectado

La idea de las plantas biónicas no es nueva. Por ejemplo, el año pasado, Michael Strano, un ingeniero químico del Instituto Tecnológico de Massachusetts, en Cambridge, demostró que los cloroplastos de la espinaca aceptan nanotubos de carbono. En su estudio, describió cómo esto estimula la fotosíntesis de la planta, debido a que los nanotubos absorben luz en longitudes de onda que los cloroplastos no pueden absorber.

Pero el trabajo del equipo sueco es el primero en incorporar todos los componentes de un circuito electrónico, incluyendo transistores (interruptores electrónicos), en las plantas.

Berggren comenzó sumergiendo la punta recortada del tallo de una rosa en una solución de PEDOT, un polímero conductor que es comúnmente utilizado en electrónicos imprimibles y que es soluble en agua. La acción capilar hala el polímero hacia arriba, dentro del tejido vascular de la rosa, llamado xilema. Una vez allí, el polímero se salió de la solución y se autoensambló en cables, algunos de hasta 10 centímetros de largo. Al adjuntar sondas de oro cubiertas con PEDOT a estos cables, los investigadores fabricaron transistores individuales y probaron un circuito digital simple usando los interruptores. El desempeño eléctrico de los transistores es comparable al de los circuitos PEDOT impresos de manera convencional, dice Berggren.

A continuación, los investigadores pusieron las hojas de las rosas en una jeringa  llena de solución de PEDOT mezclada con nanofibras de celulosa. Al aplicar una aspiradora, extrajeron el aire que había en el tejido y luego colocaron solución de PEDOT en los espacios que habían quedado vacíos. Cuando se les aplica voltaje, las hojas biónicas cambian sutilmente de color en tonos verdeazulados.

Flores poderosas

Bettinger especula que podría ser posible manipular una planta —para promover su crecimiento, por ejemplo— a través de circuitos electrónicos incrustados en ella.

Pero Strano es escéptico: llenar con polímeros conductores el tallo y hojas de una rosa, los cuales se encargan de transportar agua e intercambiar gases, podría interferir con la transpiración normal de la planta, dice él.

Berggren dice que aunque la mayoría de los estudios iniciales fueron realizados usando cortes de plantas, el grupo también logró hacer que las hojas de plantas vivas cambiaran de color. Meses después de los experimentos, estas plantas siguen vivas, dice Berggren, y no han perdido sus hojas. Los experimentos con tallos modificados, sin embargo, solo se realizaron en flores cortadas.

El grupo está ahora colaborando con biólogos para desarrollar aplicaciones para monitorear la fisiología de las plantas. Berggren también está investigando si es posible utilizar dispositivos PEDOT en un sistema que convertiría a las plantas en células de combustible vivas, algo que ya se ha hecho con criaturas monocelulares pero no con plantas. Un sistema así podría convertir de manera directa algunos de los azúcares de una planta en electricidad. “Lo llamamos el flower power”, señala Berggren.