Forschern ist es gelungen, eine Pflanze als Bombendetektor einzusetzen, der noch dazu automatisch Menschen warnt, indem er Nachrichten an ihre Smartphones sendet. Ein Wissenschaftlerteam vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) setzte Kohlenstoffnanoröhrchen in die Pflanzenblätter ein. Diese geben ein Signal ab, sobald sie Nitroaromaten entdecken – chemische Verbindungen, die in Landminen und anderen Sprengkörpern zum Einsatz kommen.
DruckansichtMit diesen Nanoröhrchen, die nur ein Zehntausendstel des Durchmessers eines menschlichen Haars haben, kann die Pflanze die betreffenden Chemikalien in der Luft und im Grundwasser aufspüren.
Die Forscher trugen zudem eine Nanopartikellösung auf die Unterseite der Blätter auf und brachten Sensoren in einer Mesophyll oder Blattparenchym genannten Blattschicht an, in der ein Großteil der Fotosynthese stattfindet. Um die Signale von der Pflanze auslesen zu können, tasten die Forscher die Blätter mit einem Laserstrahl ab, der die Kohlenstoffnanoröhrchen dazu anregt, ein fluoreszierendes Nahinfrarotlicht abzugeben.
Dieses Licht wird von einer Infrarotkamera eingefangen, die mit einem Raspberry Pi – einem kreditkartengroßen Minicomputer verbunden ist, der dem Rechner in einem Smartphone ähnelt. Der Raspberry Pi schickt dann eine Email an das Telefon und warnt dessen Besitzer damit nicht nur vor einem Explosivstoff, sondern gibt ihm auch bekannt, wie groß der Sprengkörper ist.
Durch den Umbau der Pflanzen zu chemischen Sensoren ist es Wissenschaftlern nun möglich, Überwachungsaufgaben an öffentlichen Orten durchzuführen und potenzielle Terrorgefahren bei Massenveranstaltungen zu erkennen, so Michael Strano, Professor für Chemietechnik am MIT, über die Erfindung.
„Man könnte die Pflanzen auch in der Nähe von Chemiewerken und sogar Frackinganlagen einsetzen“,
sagt der Wissenschaftler.
Die Forscher können das Warnsignal aus einer Entfernung von etwa einem Meter auffangen, arbeiten aber gerade an einer Erhöhung dieser Distanz. Nicht nur Spinatpflanzen, sondern auch Rauke und Brunnenkresse (also relativ weitverbreitetes Gemüsearten) werden als chemische Sensoren eingesetzt.
„Sie können jede bestehende Pflanze nehmen, auch wenn sie schon reif ist“,
erklärt Strano.
„Man braucht nur die Nanoteilchen in die Blätter einzubringen – und schon hat man aus dem Gewächs einen ausgeklügelten chemischen Sensor gemacht.“
Der Einsatz von Pflanzen als Sensoren könnte der Forschung künftig auch behilflich sein, Umweltverhältnisse wie etwa eine Dürre zu erkennen.
„Pflanzen sprechen sehr stark auf ihre Umwelt an“,
sagt Professor Strano.
„Sie wissen lange vor uns, dass eine Trockenperiode bevorsteht. Wenn wir diese chemischen Signalwege für uns nutzen, können wir eine Menge Informationen erhalten.“
Der Wissenschaftler kündigte außerdem an, dass die Forschung noch weitere Methoden bereithalte, Pflanzen auf unkonventionelle Art zu nutzen.
Quelle: ABC.net.au, 01.11.2016; http://tinyurl.com/jx39l52
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