Bitkiler Dünya’daki yaşamı güçlendirir. Neredeyse tüm canlı organizmalara enerji sağlayan orijinal besin kaynağı ve modern dünyanın güç taleplerini besleyen fosil yakıtların temelidir. Ancak uzun süredir ölü olan ormanların kalıntılarını yakmak dünyayı tehlikeli şekillerde değiştiriyor. Bugün yaşayan bitkilerin gücünden daha iyi yararlanabilir miyiz?
Bir yol, bitkileri güneş ışığını çok daha verimli bir şekilde enerjiye dönüştürebilecek doğal güneş enerjisi santrallerine dönüştürmek olabilir. Bunu yapmak için, enerjiyi elektrik biçiminde çıkarmanın bir yoluna ihtiyacımız var. Bir şirket, bitkiler tarafından altlarındaki toprağa bırakılan elektronları toplamanın bir yolunu buldu. Ancak Finlandiya’dan yapılan yeni araştırma, bitkilerin enerjisini doğrudan iç yapılarını elektrik devrelerine dönüştürerek ele alıyor.
Bitkiler, suyu köklerinden yapraklarına taşıyan “ksilem elementleri” adı verilen içi su dolu tüpler içerir. Su akışı ayrıca çözünmüş besinleri ve kimyasal sinyaller gibi diğer şeyleri de taşır ve dağıtır. Çalışmaları PNAS’ta yayınlanan Finli araştırmacılar, elektriği taşıyabilen ve depolayabilen katı bir malzeme oluşturmak için gül dalına beslenen bir kimyasal geliştirdiler.
Önceki deneyler, ksilemde iletken teller oluşturmak için PEDOT adlı bir kimyasal kullanmıştı, ancak bu, bitkinin içine daha fazla nüfuz etmedi. Yeni araştırma için, benzer elektrik iletkenleri oluşturan ancak aynı zamanda ksilemden geçen su akımının gittiği her yere taşınabilen ETE-S adlı bir molekül tasarladılar.
Bu akış, su molekülleri arasındaki çekim tarafından yönlendirilir. Bir yapraktaki su buharlaştığında, geride kalan molekül zincirini çeker ve suyu bitki boyunca köklerden ta yukarıya doğru çeker. Bir bitki kesimini gıda boyasına yerleştirerek ve rengin ksilemde yukarı hareketini izleyerek bunu kendiniz görebilirsiniz. Araştırmacıların yöntemi, gıda boyası deneyine o kadar benziyordu ki, renginden elektrik iletkenlerinin bitkinin neresine gittiğini görebiliyorlardı.
Sonuç, yapraklara ve taç yapraklara nüfuz eden, hücrelerini çevreleyen ve desenlerini çoğaltan karmaşık bir elektronik ağdı. Oluşan teller elektriği PEDOT’tan yapılanlardan yüz kata kadar daha iyi iletti ve elektrik enerjisini kapasitör adı verilen elektronik bir bileşenle aynı şekilde depolayabilirdi.
Enerji santralleri. Pixabay
E-Bitkiler
Bu elektrik ağlarının ne kadar iyi oluştuğu, geliştiricilerini bile şaşırttı. Bunun nedeni, güllerin ETE-S ile muamele edildiğinde istilacı mikroorganizmaları öldürmek için kullandıkları aynı reaktif kimyasalları üretmiş olmaları gibi görünüyor. Bu kimyasallar, katı elektrik iletkeninin oluşumunun, laboratuvarda test edildiğinden çok daha iyi çalışmasını sağladı.
Bu keşfin tam potansiyeline ulaşmasından önce hala zorluklar var. Belki de en önemlisi, ETE-S’yi (veya daha fazla geliştirilmiş kimyasalı) bozulmamış, canlı bitkilere almanın bir yolunu bulmaları gerekiyor. Ancak entegre elektronik devrelere sahip tesisler olan “e-tesislerin” oluşturulması artık çok daha yakın görünüyor.
Peki e-bitkiler nasıl kullanılabilir? En heyecan verici olasılık, e-tesis elektrik depolaması ve devresini, doğrudan fotosentetik enerjiye dokunmanın bir yolu ile birleştirerek kelimenin tam anlamıyla yeşil bir enerji kaynağı yaratabilmemiz olacaktır.
Ancak teknoloji, normal bitkileri daha iyi anlamamıza da yardımcı olabilir. Bitkilerin hayvanlar gibi sinir sistemi yoktur, ancak hem tek tek hücreleri kontrol etmek hem de bitkinin farklı bölümleri arasında iki mesaj taşımak için elektrik sinyallerini kullanırlar. Belki de bunun en çarpıcı örneği, yakalama mekanizmasının elektriksel bir darbe ile etkinleştirildiği Venüs sinek kapanıdır.
Tesislere elektrik devreleri kurmak bu mesajları daha kolay dinlememizi sağlayacaktır. Belki onların “dilini” daha iyi anladığımızda, fabrikaya talimatlar gönderebileceğiz. Örneğin, hastalık riski altında olduğunu biliyorsak savunma sistemlerini devreye sokmak.
Belki makine gibi çalışan elektronik tesisler yaratabiliriz. Bir mahsul bize çok az su veya gübreye sahip olup olmadığını veya böceklerin saldırısına uğradığını söyleyebilirse, kaynakları en çok ihtiyaç duyulan yerlere taşıyarak çiftçilik verimliliğini artırabiliriz. Belki bir gün bir çiçeğin kokusunu ruh halinize göre ayarlamak için bu teknolojiyi bile kullanabilirsiniz.