納米仿生技術(shù)用菠菜探測爆炸物

納米仿生技術(shù)用菠菜探測爆炸物

地下水中或存在某些危險物質(zhì)人類很難察覺出來，但利用納米技術(shù)改造的菠菜類植物卻能做到。美國工程師通過在葉子中嵌入碳納米管，將菠菜變身為能探測爆炸物的傳感器，并可以無線方式將信息傳遞到智能手機等手持設(shè)備。

領(lǐng)導(dǎo)此項研究的麻省理工學(xué)院化學(xué)工程系教授邁克爾·斯特拉諾稱，這種納米仿生技術(shù)的目標(biāo)是將納米粒子引入植物，賦予其非原生功能。他們借助一種被稱為“血管灌注”的技術(shù)，將含有納米粒子的溶液注射到葉子背面——即將硝基芳烴傳感器嵌入到菠菜葉子光合作用最強的葉肉層。研究人員還嵌入了可發(fā)射恒定熒光信號的碳納米管作為參考。通過比較兩個熒光信號，更容易確定傳感器是否檢測到了爆炸物，如地下水中存在爆炸物分子，植物10 min即可將其傳送到嵌有傳感器的葉片。

為了讀取信號，研究人員將激光打到葉片上，激發(fā)其中的納米管發(fā)射近紅外熒光。熒光可由連接到一臺小型電腦的紅外相機檢測到。通過移除紅外濾光片，具有拍照功能的普通智能手機也能檢測到這一信號。目前，研究人員已能在離植物1 m遠(yuǎn)的地方進行檢測。

斯特拉諾表示，新方法為克服植物與人類的通信障礙提供了可能，它也可用以警示污染和干旱等環(huán)境問題。此外，新技術(shù)還具有多功能性，今后可擴展到任何植物。植物學(xué)家利用這些傳感器可以更好地監(jiān)測植物健康，最大限度地增加植物合成藥用化合物的產(chǎn)量。下一步，他們將利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)對植物進行基因改造，讓植物不再生成葉綠素，而是隨周圍物質(zhì)成分的不同改變?nèi)~子顏色，這樣獲得的植物不需紅外傳感器等額外裝置，依靠自身即能完成檢測任務(wù)。

（來源：中華人民共和國科學(xué)技術(shù)部http://www.most.gov.cn2016-11-3）