Plantas electrónicas

Plantas electrónicas
Plantas electrónicas: ¿una nueva fuente de energía?

Un equipo de ingenieros de la Universidad de Linköping en Suecia, ha diseñado plantas alteradas electrónicamente (ePlants) que se están desarrollando con la esperanza de poder ser utilizadas para capturar la energía a través de la fotosíntesis, creando por tanto una fuente limpia de energía para la vida cotidiana.

Eleni Stavrinidou, directora de investigación en el Laboratorio de Electrónica Orgánica (LOE) de la Universidad de Linköping, y su equipo, explican los avances que el proyecto ha dado, así como sus posibles usos en un nuevo informe publicado a finales del pasado mes en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.

“Las plantas electrónicas, e-Plants, son una plataforma bioelectrónica orgánica que permite la interacción electrónica con las plantas”, comienza el informe de Stavrinidou.

“Usando el sistema vascular y los órganos de una planta, fabricamos dispositivos electrónicos orgánicos y circuitos in vivo, aprovechando la estructura interna y la fisiología de la planta como plantilla, además de una parte integral de los dispositivos”.

El proyecto hace uso de los procesos naturales de las plantas para alterar su composición permitiendo que una corriente eléctrica pase a través de él.

“Una de las cosas buenas de los materiales que estamos usando, es que la planta realmente nos está ayudando a fabricar estos conductores electrónicos”, dice Stavrinidou.

La alteración de las plantas, actualmente llevado a cabo con rosas, se realiza con un material de propia creación del LOE, diseñado por el ingeniero químico Roger Gabrielsson.

Este material está compuesto de un oligómero conjugado en una solución acuosa, siendo capaz de auto-organizarse dentro de la planta, polimerizándolo.

Anteriormente el equipo de ingenieros había luchado para encontrar un material que no obligase a implantarlo en una parte específica de la planta, sino que pudiera extenderse por todas sus partes, hojas, tallos y flores por igual. 

“El oligómero se polimeriza in vivo debido al entorno físico-químico de la planta”, explica el informe. 

“Logramos cables conductores de largo alcance y supercondensadores a lo largo del tallo”. 

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La capacidad de los materiales para disolverse en el agua es crucial, ya que es así como el equipo logra usar las propias funciones de las plantas para alterarlas.

“Logramos añadir el material dentro del agua y posteriormente las plantas absorben el material”, dice Stavrinidou.

 “A partir de ahí forma cables conductores que podemos usar como electrodos para nuestro supercondensador”.

Hasta ahora el proyecto ha demostrado tener éxito en la conducción y almacenamiento de energía.

Los ingenieros utilizaron un supercondensador para permitir que la energía pudiera transmitirse a través de la planta, midiendo la pérdida de potencia.

La carga más alta que lograron almacenar en los condensadores de xilema fue de 0.65 mC, con una capacidad correspondiente de 0.25 mF. Esto, como Stavrinidou explica, no es actualmente suficiente para alimentar nuestros dispositivos electrónicos.

Pero la capacidad de almacenar energía es uno de los primeros pasos hacia la producción de electricidad en las propias plantas. “Nuestros descubrimientos abren caminos para sistemas de energía autónomos, electrónica distribuida y nuevos conceptos de dispositivos e-Plant fabricados en plantas vivas”, dice el informe.

Stavrinidou ahonda más en este último punto, afirmando que: “en el futuro queremos desarrollar la tecnología que nos permita obtener electricidad de las plantas para que podamos lograr no sólo generar energía, sino almacenarla en la misma planta, y usar esta para cubrir nuestras necesidades”. 

También sugiere otro uso alternativo, ya que el equipo de ingenieros espera que el proyecto los ayude además a controlar el crecimiento de las plantas al conectarlo con dispositivos que pueden detectar lo que está sucediendo, y que en realidad podrían incluso llegar a inducir algunas reacciones dentro de la propia planta abriendo un abanico de nuevas posibilidades.

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El objetivo es intentar encontrar la forma de aprovechar la fotosíntesis como fuente de energía, haciendo que la planta funcione como una antena, aparte de las posibilidades que se presentarían en el tema genético.

No sólo eso sino que quizá se podrían inventar nuevos materiales o incluso dar lugar a un sistema de tecnología autorreproducible y autorreparable. Al parecer, el experimento ya permite cambiar el color de las hojas y el ritmo de crecimiento de una planta con sólo graduar la intensidad de la corriente eléctrica que atraviesa sus células.

El equipo sueco lleva dos años trabajando en este proyecto bajo la dirección del profesor Magnus Berggren, coautor (junto a Ove Nilsson) del correspondiente artículo que publicó en la prestigiosa revista Science Advances.

Dos años que demuestran que no es un trabajo sencillo porque fue necesario introducir en el tallo de la flor un polímero que sirviera como conductor y no dieron con el adecuado hasta el duodécimo intento con el llamado PEDOT-S:H, que absorbe el agua correctamente al crear una fina película en el tejido vegetal.

El polímero también se aplicó a las hojas acompañado de nanocelulosa, originando una especie de esponja en su interior que permite asentarse al PEDOT y crear células electroquímicas; son las que, cuando se aplica una corriente eléctrica, permiten propiciar el crecimiento de la planta y cambiar ligeramente la tonalidad cromática que comentábamos antes. 

En cualquier caso, todo esto es nuevo. Hasta ahora no se había investigado nada en este sentido, así que todo está todavía muy verde; nunca mejor dicho.

“Un cyborg es esencialmente un sistema hombre-máquina en el cual los mecanismos de control de la porción humana son modificados externamente por medicamentos o dispositivos de regulación para que el ser pueda vivir en un entorno diferente al normal” declararon textualmente en The New York Times. 

Eran los tiempos de los pioneros de la exploración espacial, por un lado, y de los trasplantes u otras mejoras médicas, por otro.

Así, la idea de un ser medio orgánico medio máquina se fue abriendo paso al ámbito creativo, haciendo fortuna en la ciencia ficción literaria y cinematográfica.

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