研究人员使用导电聚合物制作了“有线”玫瑰。（图片来源：林雪平大学）研究人员已经在活玫瑰的茎和叶子内部创建了简单的电子元件，利用玫瑰自身的维管系统来生产工作线路，甚至简单的显示设备。通过在玫瑰的木质部中添加一种特殊的聚合物，研究人员对玫瑰进行了电子“布线”，而没有干扰植物输送水分和养分的能力。尽管内置电子电路的植物仍处于开发的早期阶段，但研究人员设想有一天这些赛博格植物能够反馈其健康状况，甚至在叶子上显示该信息——就像简单的屏幕一样——供农民阅读。
有线茎的玫瑰
瑞典科学家从当地花店购买了新鲜的玫瑰，并将它们放入含有称为PEDOT-S的导电聚合物的水中，该聚合物与水和带正电的离子结合时会形成凝胶。当玫瑰吸收水分时，它也吸收了聚合物分子。结果是在花茎内部形成了一个长而细的导电材料圆柱体，长达数厘米。玫瑰的维管系统已将聚合物组装成了导线。通过将电极连接到玫瑰木质部中的PEDOT导线上，林雪平大学的Eleni Stavrinidou和她的同事们创建了一个工作的电化学晶体管——计算机芯片和其他电子设备的基本组件。研究人员声称，他们的成功为开发内置传感器和其他技术的植物奠定了基础。当然，用聚合物填充植物的木质部动脉通常是植物的死刑。但玫瑰灌木上的每个分支都有多个木质部通道，共同作者Magnus Berggren说，如果只有部分木质部通道被填充，而其他通道保持开放以输送水分和养分，植物就可以生存。这可以通过用注射器将PEDOT直接注入正确的木质部通道，或者让植物的根系只有一部分暴露于聚合物来实现。Berggren、Stavrinidou和他们的同事们在他们的演示中使用了剪下的玫瑰，而不是完整的植物，他们将这项研究发表在《
Science Advances》杂志上。
叶片显示器
在茎上装有晶体管的玫瑰还将叶子的背面变成了简单的显示屏。Stavrinidou和她的同事们将重点从茎转移到叶片，用另一种PEDOT溶液浸润了一片玫瑰叶。这一次，叶子通过气孔——植物“呼吸”的叶片表面的微小结构——“吸入”了溶液。PEDOT溶液通过气孔，占据了叶子叶肉——叶子中间的疏松层——中的空隙。用微型电极给叶子施加电荷，导致叶肉中充满PEDOT的区域根据电荷变化而变亮或变暗，颜色变化在叶子背面可见。研究人员说，叶子上的每个区域就像一个像素，而叶脉则是其轮廓。如果给一个区域施加电荷，它会变色，但邻近的区域将保持不变。其结果是一个粗糙的显示设备；你无法在上面观看高清电影，但这种简单的显示器有一天可以与传感器配对，以传达关于植物状态的基本信息。
“智能”植物
将叶子变成显示屏或茎变成晶体管会导致植物的一部分死亡，但植物的其余部分仍可能存活，以及其新形成的赛博格部分。无论如何，麻省理工学院的研究员Michael Strano表示，他对Stavrinidou及其同事的演示感到兴奋。在他自己的研究中，Strano使用纳米粒子来影响植物的化学过程，例如光合作用，他同意评论这篇论文，他在论文中被引用。“我分享他们对展示基本构建模块的兴趣。我们就像在搭建电子和光学乐高，” Strano说。“这些简单的东西，这些简单的演示——我有一个晶体管，我有一个电致变色设备——这些是更复杂技术的构建模块。” Stavrinidou及其同事说，这项技术有一天可能包括内置于其维管系统中的传感器，用于测量植物的激素或营养水平，以评估其健康状况。“要在茎上生成传感器网络，必须完成两个步骤。首先，必须在应该进行传感的精确位置制造晶体管。其次，晶体管还必须包含合适的受体，使晶体管设备成为传感器，”Berggren解释道。“世界各地以及我们实验室都有一些活动，以使这些特定的晶体管成为选择性传感器，用于激素和化学物质。”植物木质部中的传感器网络也许可以支持内置方法来调节植物的生理。例如，内部传感器可以帮助促进用于生产药品的植物的生长。科学家们说，这样的工具可以提供一种替代的、或有用的补充，来代替植物的基因改造。他们演示的构建模块有一天也可以用于从植物中收集能量，通过将光合作用产生的糖转化为可用能量，本质上是将植物用作燃料电池。
