仿生植物可以探测爆炸物

科学家做到了把普通的菠菜改造成了炸弹探测器。通过在叶片中嵌入微型管,菠菜就可以采集硝基芳香族物质。这类物质在地雷和其他埋入地下的弹药中都存在。之后,实时信息可以无线导入手持设备中。

麻省理工学院的这项研究成果发表在期刊《自然物质》上。

科学家们在菠菜的叶片中植入纳米颗粒和碳纳米管(微型碳质圆柱体)。然后他们分别把硝基芳香族物质放入植物根系所吸收的水中,以及直接滴在叶面上。菠菜从根系吸收水分进入叶片大约需要10分钟。为了读取信号,研究者用镭射灯照射叶面,促使嵌入的纳米管发射近红外荧光。这种荧光被小型红外照相机捕获,并传输到与之相连的一台小型廉价的Raspberry Pi电脑上。大多数人都有的智能手机只要去掉红外线过滤器,也可以探测到这种荧光信号。

文章的作者之一、美国剑桥麻省理工学院的Michael Stran教授说,这项研究证明了一个原理。“我们的文章指出了一个方向:如何用工程手段改造植物来探测任何物质。”他告诉BBC新闻网站。

Strano教授的实验室之前就开发出了多种碳纳米管,可以用作传感器,探测过氧化氢、TNT、以及神经性毒气沙林。当目标分子被约束在包裹着纳米管的多聚物上时,它发光的方式就会改变。

“这些植物可以用作防卫装置,也可以用来探测公共区域可能存在的恐怖活动,因为我们已经展示出它可以探测水中和空气中的物质。”“埋藏地下的弹药或含有硝基芳香族物质的废物渗漏到地下水中,都可以用这种植物进行探测。”

研究人员在文章中说,这种经过改造的植物的探测范围可以达到1米,他们还在努力扩大探测范围。

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