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纳米仿生技术用菠菜探测爆炸物
发布时间:2016-11-8 8:20:14  阅读:314  次 新闻来源:  作者:
  

    地下水中或存在某些危险物质人类很难察觉出来,但利用纳米技术改造的菠菜类植物却能做到。美

国工程师通过在叶子中嵌入碳纳米管,将菠菜变身为能探测爆炸物的传感器,并可以无线方式将信息传

递到智能手机等手持设备。
   

    领导此项研究的麻省理工学院化学工程系教授迈克尔·斯特拉诺称,这种纳米仿生技术的目标是将

纳米粒子引入植物,赋予其非原生功能。
   

    研究人员在发表于10月31日《自然·材料》杂志上的论文中称,他们借助一种被称为“血管灌注”

的技术,将含有纳米粒子的溶液注射到叶子背面——即将硝基芳烃传感器嵌入到菠菜叶子光合作用最强

的叶肉层。研究人员还嵌入了可发射恒定荧光信号的碳纳米管作为参考。通过比较两个荧光信号,更容

易确定传感器是否检测到了爆炸物,如地下水中存在爆炸物分子,植物10分钟即可将其传送到嵌有传感

器的叶片。
   

    为了读取信号,研究人员将激光打到叶片上,激发其中的纳米管发射近红外荧光。荧光可由连接到

一台小型电脑的红外相机检测到。通过移除红外滤光片,具有拍照功能的普通智能手机也能检测到这一

信号。目前,研究人员已能在离植物1米远的地方进行检测。
   

    斯特拉诺表示,新方法为克服植物与人类的通信障碍提供了可能,它也可用以警示污染和干旱等环

境问题。此外,新技术还具有多功能性,今后可扩展到任何植物。植物学家利用这些传感器可以更好地

监测植物健康,最大限度地增加植物合成药用化合物的产量。下一步,他们将利用转基因技术对植物进

行基因改造,让植物不再生成叶绿素,而是随周围物质成分的不同改变叶子颜色,这样获得的植物不需

红外传感器等额外装置,依靠自身即能完成检测任务。


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