（图片来源：Shutterstock）为了探测爆炸性化合物，研究人员设计了可以与我们交流的植物。来自麻省理工学院的科学家在菠菜叶片中添加了碳纳米管，当水中含有硝基芳烃（常用于炸药）时，植物会发出红外光。然后，一个专门的相机读取植物的荧光，发出阳性匹配信号，并通过 Raspberry Pi 计算机发送电子邮件。研究人员认为，他们改造后的植物代表了新兴领域“植物纳米仿生学”的早期成功，这可能会从根本上改变我们探测炸弹、干旱、毒素等的方式。
赋予植物超能力
同一团队在两年前首次展示了这项技术，当时他们使用嵌入植物叶片中的纳米颗粒来检测一氧化氮，这是一种污染的标志。从那时起，这些科学家开发了可以与各种分子结合的聚合物，包括过氧化氢、TNT 和沙林（一种强效神经毒素）。他们定制的聚合物包裹在碳纳米管周围，并以溶液的形式应用于叶子的底部。然后，纳米管被吸收到叶肉中，叶肉是植物进行光合作用的区域，它们在那里暴露于流经植物的所有化学物质中。他们在这里使用了菠菜植物，但表示同样的技术可以应用于任何植物。植物具有高度发达的维管系统，可以将水和营养物质从根部输送到茎的顶端。它们还对微小的环境变化具有高度的敏感性，这对于应对即将到来的灾难（如干旱）是必要的。植物吸收的所有东西都会在其系统中循环，根部或叶子吸收的分子最终会到达菠菜植物叶子中的纳米管。在他们项目的这个版本中，当存在硝基芳烃时，它们会附着在包裹纳米管的聚合物上。当用激光照射时，这会导致该结构发出不同的荧光，发出被附近相机拾取的近红外辐射。连接到相机的计算机记录了危险化合物的存在，并发送电子邮件警报，警告可能存在的威胁。“这是一种新型的展示，展示了我们如何克服植物/人类沟通的障碍，”麻省理工学院化学工程教授、该研究的合著者 Michael Strano 在一份新闻稿中说。该团队于周一在《自然·材料》上发表了他们的研究成果。
仍处于早期阶段
该团队没有进行仅使用空气传播化合物的试验，这可能是该技术在商业应用中最常见的操作方式。研究人员也没有透露触发检测所需的最低硝基芳烃化合物浓度，因此尚不清楚他们的植物有多敏感。研究人员表示，他们的系统需要大约 10 分钟才能检测到添加到根部的硝基芳烃的存在，红外传感器可以在一米以外的地方工作，尽管他们希望将来能增加这个距离。他们还通过添加不断发出荧光的单独纳米管来提高了探测器的可靠性，他们说这有助于避免假阳性检测。
