ThienNhien.Net – Các kỹ sư thuộc Viện Công nghệ Massachusetts (MIT, Mỹ) vừa trình làng một công nghệ mới biến cải bó xôi (rau chân vịt, spina) thành một thiết bị cảm ứng có thể phát hiện ra chất nổ.
Đây là một trong những bước tiếp cận đầu tiên về việc áp dụng hệ thống điện kỹ thuật vào thực vật – được các nhà nghiên cứu gọi là công nghệ “thực vật điện tử sinh học nano”.
Michael Strano – giáo sư nghiên cứu carbon tại MIT đồng thời là trưởng nhóm nghiên cứu – cho biết: “Mục đích của việc sáng chế ra công nghệ thực vật điện tử sinh học nano là nhằm cấy các phân tử nano vào các bộ phận trên cây cối để chúng thực hiện những chức năng mới”.
Theo giáo sư Strano, thực vật là một “công cụ” lý tưởng để giám sát môi trường xung quanh. Ông nhận định: “Cây cối phản ứng nhanh nhạy trước sự biến đổi của môi trường. Chúng có hệ thống mạng lưới rễ cắm sâu vào lòng đất, có thể nhận biết được sự khác lạ trong mạch nước ngầm và đất xung quanh, cũng như chúng được thiên phú hệ thống tự đưa nước lên cao nuôi dưỡng các bộ phận của cây, như, hoa lá”.
Phòng thí nghiệm của ông Strano cũng đã phát triển công nghệ ống nano carbon có thể sử dụng như một thiết bị cảm ứng phát hiện ra các phân tử, trong đó gồm acid hydrogen peroxide, chất nổ TNT và khí độc sarin.
Hai năm trước, trong buổi thử nghiệm đầu tiên, giáo sư Strano cùng các cộng sự đã cấy các ống nano carbon lên lá rau cải bó xôi nhằm tăng cường khả năng quang hợp của cây, cũng như biến chúng thành thiết bị cảm ứng trước nitric oxide – một chất gây ô nhiễm do sự đốt cháy không khí gây ra. Họ cho rằng công nghệ này giúp các nhà thực vật học nghiên cứu kỹ hơn về cơ chế vận chuyển chất dinh dưỡng bên trong của thực vật, kiểm soát bệnh của cây cối và tối đa hóa việc phát sinh các chất hiếm dùng làm thuốc chữa trị ung thư.
Hiện tại, nhóm kỹ thuật của giáo sư Strano đã thành công ứng dụng cấy ống nano lên cải bó xôi nhằm phát hiện các hợp chất hóa học có tên gọi nitroaromatic, thường được sử dụng trong việc chế tạo chất nổ. Nếu như có bất kỳ phân tử chất nổ nào xuất hiện trong mạch nước ngầm chảy xung quanh rễ cây, ống nano carbon sẽ nhận biết được các phân tử đó chỉ sau 10 phút – khoảng thời gian để thân cây vận chuyển nước từ rễ lên lá cây. Khi một phân tử chất nổ tiếp xúc với vật liệu polymer bọc ben ngoài ống nano, nó sẽ khiến màu của ống nano thay đổi, sáng thành ánh đèn huỳnh quang.
Để đọc tín hiệu đèn huỳnh quang phát trên lá cây, các nhà nghiên cứu sẽ chiếu tia laser lên lá để nhận diện “đèn có phát sáng hay không”. Camera thu nhận được ánh đèn được kết nối với một chiếc Raspberry Pi – chiếc máy tính có kích thước chỉ bằng một thẻ tín dụng trị giá 35 USD được đặt trong một chiếc điện thoại thông minh. Tín hiệu phát này cũng có thể dùng điện thoại bình thường nhận dạng được nếu như camera của chiếc điện thoại đó bỏ đi các lớp filter hồng ngoại.
Tuy nhiên, hiện các nhà nghiên cứu chỉ nhận được tín hiệu phát sáng nhận biết chất gây nổ khi đứng cách thân rau trong vòng 1 m. Nhóm nghiên cứu hi vọng sẽ tìm ra cách nới rộng khoảng cách trong tương lai.
“Đây là đột phá trong việc chúng ta có thể khắc phục được rào cản ngôn ngữ giữa người và thực vật. Với công nghệ này, cây cải bó xôi có thể giám sát nước ngầm rò rỉ từ đạn dược chôn dưới lòng đất hoặc chất thải chứa nitro aromatics. Chúng có thể sử dụng trong các chương trình phòng thủ và giám sát khu vực công cộng để phát hiện các hoạt động khủng bố”, giáo sư Strano giải thích.
