قد يبدو الأمر وكأنه جزء من فيلم خيال علمي مستقبلي، لكن العلماء تمكنوا من هندسة نباتات السبانخ القادرة على إرسال رسائل البريد الإلكتروني من خلال تقنية النانو.
وحول المهندسون في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا السبانخ إلى أجهزة استشعار قادرة على اكتشاف المواد المتفجرة، ومن ثم تصبح هذه النباتات قادرة على نقل هذه المعلومات لاسلكيًا إلى العلماء.
وعندما تكتشف جذور السبانخ وجود النيترواروماتيك في المياه الجوفية، وهو مركب يوجد غالبًا في المتفجرات، مثل الألغام الأرضية، فإن الأنابيب النانوية الكربونية داخل أوراق النبات ترسل إشارة.
وتتم قراءة هذه الإشارة بواسطة كاميرا تعمل بالأشعة تحت الحمراء، وإرسال تنبيه بالبريد الإلكتروني إلى العلماء.
وتعد هذه التجربة جزءًا من مجال بحث أوسع يتضمن هندسة المكونات والأنظمة الإلكترونية في النباتات، وتُعرف هذه التقنية باسم علم النبات النانوي، وهي عملية فعالة لمنح النباتات قدرات جديدة.
ويوضح البروفيسور (مايكل سترانو) Michael Strano الذي قاد البحث: النباتات كيميائيين تحليليين جيدين.
ويضيف: لدى النباتات شبكة جذر واسعة في التربة، وتأخذ عينات من المياه الجوفية باستمرار، ولديها طريقة للتشغيل الذاتي لنقل تلك المياه إلى الأوراق، وهذا عرض جديد لكيفية تغلبنا على حاجز الاتصال بين النبات والبشر.
وبينما كان الغرض من هذه التجربة هو الكشف عن المتفجرات، يعتقد سترانو وعلماء آخرون أنه يمكن استخدامها للمساعدة في تحذير الباحثين من التلوث والظروف البيئية الأخرى.
وبالنظر إلى الكم الهائل من البيانات التي تمتصها النباتات من محيطها، فهي في موقع مثالي لمراقبة التغيرات البيئية.
وفي المراحل المبكرة من أبحاث النباتات النانوية، استخدم سترانو الجسيمات النانوية لتحويل النباتات إلى مستشعرات للملوثات.
ومن خلال تغيير طريقة التمثيل الضوئي للنباتات، تمكن من جعلها تكتشف أكسيد النيتريك، وهو ملوث ناجم عن الاحتراق.
ويقول سترانو: النباتات شديدة الاستجابة للبيئة، وإنها تعلم أنه سيكون هناك جفاف قبل وقت طويل من حدوثه، ويمكنها اكتشاف التغيرات الصغيرة في خصائص التربة والمياه المحتملة، وإذا استفدنا من مسارات الإشارات الكيميائية هذه، فهناك ثروة من المعلومات للوصول إليها.
وعندما لا تكون السبانخ مشغولة بإرسال بريد إلكتروني للباحثين، يبدو أنها تحمل أيضًا مفتاح تشغيل خلايا الوقود بكفاءة.
ووجد علماء من الجامعة الأمريكية أنه عندما يتم تحويل السبانخ إلى صفائح نانوية كربونية، يمكن أن تعمل كمحفز للمساعدة في جعل بطاريات الهواء المعدنية وخلايا الوقود أكثر كفاءة.
ويوضح البروفيسور (شوتشونغ زو) Shouzhong Zou الذي قاد الورقة البحثية: يشير هذا العمل إلى أنه يمكن صنع محفزات مستدامة لتفاعل تقليل الأكسجين من الموارد الطبيعية.
وتعد مثل هذه البطاريات بديلاً أكثر كفاءة في استخدام الطاقة لبطاريات الليثيوم أيون، التي توجد عادة في المنتجات التجارية، مثل الهواتف الذكية.
وتم اختيار السبانخ على وجه التحديد بسبب وفرة الحديد والنيتروجين، وهما عنصران مهمان في المركبات التي تعمل كمحفزات.
وكان على الباحثين غسل السبانخ وعصرها وطحنها وتحويلها إلى مسحوق، وتحويلها من شكلها الصالح للأكل إلى صفائح نانوية مناسبة لهذه العملية.
ويضيف زو: يمكن أن تنتج الطريقة التي اختبرناها المحفزات العالية النشاط القائمة على الكربون من السبانخ، وهي كتلة حيوية متجددة، ونعتقد أنها تتفوق على محفزات البلاتين التجارية في كل من النشاط والاستقرار.
