Des plantes nanobioniques pour la planète Mars

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Les plantes sont naturellement des machines étonnantes – donc leur donner un coup de pouce bionique pourrait permettre de produire une toute nouvelle gamme de fonctionnalités.

Des plantes nanobioniques

Aujourd’hui, une équipe de chercheurs de l’Université de Melbourne a mis au point un nouveau moyen de transformer les plantes en usines de nanomatériaux, ce qui pourrait leur permettre de faire office de capteurs chimiques ou même de survivre dans des environnements hostiles, tels que l’espace ou la planète Mars.

La technique tire parti de la propension des plantes à absorber l’eau et les molécules qui y sont dissoutes. Des études antérieures ont utilisé cela pour créer des plantes « nanobioniques » avec une production d’énergie accrue ou la capacité de détecter des explosifs.

Alors que ces deux exemples utilisaient des nanotubes de carbone, cette nouvelle étude utilise une classe de nanomatériaux appelée structures métalo-organiques (MOF). Ceux-ci sont constitués d’ions métalliques liés à des molécules organiques, formant des cristaux qui ont la plus grande de tous les matériaux connus. Cela rend les MOF parfaits pour absorber et stocker des molécules, ce qui pourrait être utile pour capturer le carbone, filtrer l’eau ou détecter des produits chimiques.

Les MOF sont eux-mêmes trop gros pour être absorbés par le système vasculaire d’une plante. L’équipe a plutôt ajouté des sels métalliques et des lieurs organiques à l’eau, puis y a placé des plantes. L’idée est que les plantes absorbent ensuite ces molécules et les assemblent dans des MOF à l’intérieur de leurs tissus.

Des plantes nanobioniques comme capteurs chimiques

Pour vérifier si cela fonctionne bien, les chercheurs ont placé des morceaux de plantes de lotus dans de l’eau contenant des précurseurs MOF susceptibles de se transformer en cristaux fluorescents. Cela a fonctionné et l’équipe a ensuite pu utiliser ces plantes de lotus nanobioniques comme capteurs chimiques – en gros, lorsqu’il y avait de l’acétone dans l’eau, la fluorescence s’estompait un peu.

En plus de permettre aux plantes d’assembler des MOF, ce matériau pourrait également être utilisé en tant que revêtement. Cela permettrait non seulement aux plantes d’accéder à un plus grand spectre de lumière pour la photosynthèse, mais également de les protéger des rayons UV nocifs.

Pour tester cette caractéristique, les chercheurs ont enduit des boutures de chrysanthème et de lilyturf de MOF luminescents, puis les ont exposées à la lumière ultraviolette pendant trois heures. Celles qui avaient été enduites ont moins flétri et blanchi que les rognures non enduites. Cela pourrait rendre  ces revêtements MOF particulièrement utiles si nous souhaitons un jour cultiver quelque chose sur Mars.

Ils captent plus efficacement la lumière pour la photosynthèse

« Alors que nous envisageons de cultiver des plantes dans l’espace ou sur Mars, sans atmosphère ni bombardements de rayons UV, cela pourrait être utile », déclare Joseph Richardson, chercheur principal de cette étude. « En effet, non seulement il protège les plantes contre les rayons UV, mais il les transforme également en énergie. Surtout si vous vous éloignez du Soleil, il est plus difficile de capter toute la lumière nécessaire à la photosynthèse. »

L’équipe présentera leurs travaux à la réunion et à l’exposition nationales de l’American Chemical Society en Floride cette semaine. ce travail est décrit dans la vidéo ci-dessous.

Source : American Chemical Society
Crédit photo : Pixabay

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