Convierten plantas de espinacas en detectores de explosivos utilizando nanotecnología

Ingenieros del MIT han conseguido transformar unas plantas de espinacas normales en biodetectores de explosivos, incrustando nanotubos de carbono en sus hojas. Las plantas modificadas con nanotecnología envían una señal de alerta a un dispositivo electrónico cuando detectan explosivos cerca.

 

Convierten plantas de espinacas en detectores de explosivos utilizando nanotecnología

El equipo, liderado por Michael Strano, incrustó los nanotubos de carbono en las hojas de las plantas de espinacas utilizando una técnica conocida como infusión vascular, que consiste en aplicar una disolución de nanopartículas en la parte inferior de la hoja, colocando los sensores en una capa foliar conocida como el mesófilo, que es donde tiene lugar la mayoría de la fotosíntesis.

Posteriormente, cuando estas plantas absorben agua de la tierra, los nanotubos de carbono incorporados en sus hojas pueden detectar la presencia de nitroaromáticos, compuestos químicos que se encuentran a menudo en explosivos como las minas terrestres.

A continuación, los investigadores iluminan los nanotubos con una luz láser y, en caso de haber recogido nitroaromáticos, los nanotubos emiten una señal fluorescente que puede ser detectada por una cámara de infrarrojos a un metro de distancia.

La cámara se puede conectar, a su vez, a una pequeña computadora, similar a un teléfono inteligente, que a continuación, envía un correo electrónico al usuario. Las plantas de espinacas se convierten así en un sistema de monitorización de explosivos en tiempo real.

Se trata de una de las primeras muestras de sistemas de ingeniería electrónica incorporados en plantas. Al resultado, los investigadores lo llaman plantas nanobiónicas.

“El objetivo de la nanobiónica vegetal es introducir nanopartículas en las plantas para darles funciones no nativas”, señala Michael Strano, profesor de ingeniería química en el MIT y líder del equipo de investigación.

En este caso, las plantas fueron modificadas para detectar unos compuestos químicos denominados nitroaromáticos, que se suelen utilizar en minas terrestres y otros explosivos. No obstante, según Strano, sería posible también que nos advirtieran de la presencia de contaminantes en las aguas subterráneas o de condiciones ambientales como la sequía.

De hecho, esta no es la primera vez que el equipo de Strano modifica plantas para detectar determinadas sustancias. Hace dos años, en la primera demostración con plantas nanobiónicas, Strano y Juan Pablo Giraldo, un antiguo postdoc del MIT que ahora es profesor asistente en la Universidad de California en Riverside, utilizaron nanopartículas para mejorar la capacidad de fotosíntesis de las plantas y convertirlas en sensores de óxido nítrico, un contaminante producido por combustión.

 

El laboratorio de Strano ha utilizado técnicas similares también para detectar peróxido de hidrógeno, TNT y gas nervioso sarín.

La investigación, publicada el 31 de octubre en la revista Nature Materials (DOI: 10.1038/nmat4771), todavía no ha sido probada en una situación real, pero bastaría con soltar unas semillas en un campo de minas y dejar crecer las plantas para identificar donde están y poder así eliminarlas.

Las plantas son ideales para detectar diferentes compuestos químicos en las aguas subterráneas debido a que sus raíces se extienden bajo tierra de forma natural, llegando incluso a conectarse entre sí, por lo que pueden muestrear áreas realmente extensas.

Si hay alguna molécula explosiva en el agua subterránea, se tardarán unos 10 minutos detectarla; el tiempo que tarda en llegar el agua absorbida a las hojas, en donde se encuentran los nanotubos.

“Estas técnicas se pueden aplicar a cualquier planta viva”, señala Strano.

“Las plantas son muy sensibles al medioambiente”, dice Strano. “Saben que va a haber una sequía mucho antes que nosotros. Pueden detectar pequeños cambios en las propiedades del suelo y del potencial hídrico. Si aprovechamos estas vías de señalización química, hay una gran cantidad de información a la que acceder”.

Fuente: news.mit.edu

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