LiU-forskare skapar elektroniska växter

Med halvledande polymerer kan såväl analoga som digitala elektroniska kretsar skapas inne i levande blommor, buskar och träd. Det visar forskare vid Laboratoriet för organisk elektronik, Linköpings universitet. Resultaten publiceras i Science Advances.

Med hjälp av de kanaler som fördelar vatten och näring i växter har forskargruppen vid Laboratoriet för organisk elektronik, under ledning av professor Magnus Berggren, byggt upp nyckelkomponenterna i elektroniska kretsar. I en artikel i Science Advances visar de hur rosor kan tillverka både analoga och digitala elektroniska kretsar, som i förlängningen kan utnyttjas för att exempelvis reglera växtens fysiologi.

Traditionell elektronik skickar och bearbetar elektroniska signaler medan växter transporterar och behandlar joner och växthormoner. I organisk elektronik, baserad på halvledande polymerer, kan både joner och elektroner fungera som signalbärare, vilket gör det möjligt översätta växternas signaler till traditionell elektronik. Med organisk elektronik integrerad i växter öppnar sig en lång rad möjligheter, som att ta tillvara energi från fotosyntesen i en bränslecell eller att läsa av och styra växters tillväxt och andra inre funktioner.

- Tidigare har vi inte haft några bra verktyg för att mäta koncentrationen av olika molekyler inne i levande växter. Nu kommer vi att kunna påverka koncentrationen av de olika ämnen i växten som styr tillväxt och utveckling.Här ser jag stora möjligheter att vi kan lära oss mer, säger Ove Nilsson, professor i växters reproduktionsbiologi på Umeå plant science center och som är medförfattare till artikeln.

Sedan början av 1990-talet har Magnus Berggren, professor i organisk elektronik, Linköpings universitet, campus Norrköping, och hans grupp forskat kring tryckt elektronik på papper. Då och då har även idén att stoppa in elektronik i själva träet dykt upp, men forskningsfinansiärerna har varit kallsinniga. Tack vare fria forskningspengar från Knut och Alice Wallenbergs stiftelse i slutet av 2012 kunde Magnus Berggren anställa tre nydisputerade forskare, Roger Gabrielsson, Eleni Stavrinidou och Eliot Gomez. Uppgiften var att, med stöd av universitetslektor Daniel Simon och professor Xavier Crispin, undersöka om det var möjligt att föra in och även tillverka elektronik i växter.

Svaret blev alltså ja. På lite drygt två år har forskargruppen lyckats få rosor att tillverka både analoga och digitala kretsar, skyddade från väder och vind inne i växten.

Magnus Berggren ser ett helt nytt forskningsfält:

- Nu kan vi börja tala om powerplants på riktigt, vi kan placera sensorer i växterna och utnyttja energin som bildas i klorofyllet, tillverka gröna antenner eller producera nya material. Allt sker naturligt och vi använder växternas egna system, säger han.

- Såvitt vi vet finns det inte några tidigare forskningsresultatresultat publicerade om elektronik i växter. Ingen har gjort detta tidigare, konstaterar Magnus Berggren.

För mer information kontakta:

Professor Magnus Berggren, magnus.berggren@liu.se, 011-36 36 37 eller 070-978 34 30

Article: Electronic Plants, Eleni Stavrinidou, Roger Gabrielsson, Eliot Gomez, Xavier Crispin, Ove Nilsson, Daniel T Simon, Magnus Berggren, Science Advances, DOI 10.1126/sciadv.1501136