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Hybrid Electronics based on Photosynthetic Organisms

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Ridefinire il concetto di tecnologia verde

Combinando tecnologia e piante, un progetto di ricerca dell’UE si propone di creare piante migliorate elettronicamente che è possibile utilizzare per monitorare l’ambiente o anche per immagazzinare energia.

Tecnologie industriali

Se senti il termine «tecnologia verde», probabilmente pensi a dispositivi ad alta efficienza energetica o a soluzioni tecnologiche per combattere i cambiamenti climatici piuttosto che a piante e alberi. Giusto? Eppure per il progetto HyPhOE, finanziato dall’UE, le piante sono la tecnologia verde originale. «In un certo senso, la fotosintesi è una tecnologia naturale, un processo efficiente per trasformare la luce solare in energia e rimuovere il carbonio dall’aria», afferma Eleni Stavrinidou, professoressa associata di Elettronica Organica presso l’Università di Linköping. Secondo Stavrinidou, coordinatrice del progetto, HyPhOE si propone di ridefinire la tecnologia verde. «Mentre la linea di confine tra tecnologia e natura sbiadisce, la natura viene utilizzata come parte della tecnologia e la tecnologia sta migliorando la natura», aggiunge. «Il nostro obiettivo si proponeva di accelerare questa convergenza stabilendo una simbiosi rivoluzionaria tra organismi fotosintetici e tecnologia.» A tal fine, i ricercatori si sono concentrati sullo sviluppo di sistemi bioibridi avanzati basati su organismi fotosintetici e materiali e dispositivi intelligenti. «In definitiva, il nostro lavoro apre la strada verso un mondo in cui i sistemi energetici si basano su piante potenziate elettronicamente e il monitoraggio ambientale viene effettuato tramite piante dotate di sensori», spiega Stavrinidou.

Arrivare alla radice della questione

Uno degli obiettivi principali del progetto era lo sviluppo di sistemi bioibridi di origine vegetale che non compromettessero la crescita e lo sviluppo della pianta stessa. «Mentre il lavoro precedente sulla funzionalizzazione elettronica delle piante si concentrava sulle talee, il nostro progetto ha sviluppato un metodo per funzionalizzare le piante intatte, consentendo loro di mantenere le proprie funzioni biologiche e continuare a crescere e svilupparsi», osserva Stavrinidou. Per chiarire, le piante bioibride di HyPhOE sono dotate di un apparato radicale elettronico che può essere utilizzato per immagazzinare energia. «Queste piante non sono state influenzate dalla funzionalizzazione elettronica del loro apparato radicale, ma si sono in realtà adattate a questo nuovo stato ibrido sviluppando radici più complesse», osserva Stavrinidou. Il progetto ha anche sviluppato dispositivi bioelettronici per il monitoraggio e la modulazione della fisiologia di una pianta. Ispirandosi al campo biomedico, i ricercatori hanno creato sensori che possono essere incorporati in una pianta e sono in grado di fornire un monitoraggio in tempo reale, ad esempio, delle variazioni di zucchero nel tessuto vascolare degli alberi. Inoltre, i ricercatori hanno utilizzato un dispositivo bioelettronico di distribuzione di farmaci per trasportare fitormoni nelle foglie delle piante intatte. «Questo ci ha permesso di controllare elettronicamente i pori responsabili dello scambio di gas e della traspirazione, una capacità che potrebbe rivelarsi utile nella nostra lotta contro i cambiamenti climatici», afferma Stavrinidou.

Vasto potenziale e altre ricerche future

Secondo Stavrinidou, il progetto HyPhOE è riuscito a dimostrare il vasto potenziale di utilizzo della bioelettronica e dei sistemi bioibridi nella fitologia. «È stato un progetto visionario che ha sviluppato nuove tecnologie basate su organismi fotosintetici e per organismi fotosintetici», conclude. «Sebbene non abbiamo raggiunto tutti i nostri obiettivi al 100 %, il nostro lavoro ha spianato la strada alla ricerca continua in questo settore.» Alcune di queste ricerche sono già in fase di realizzazione grazie a un nuovo contributo finanziario assegnato a Stavrinidou. Sulla scia del successo del progetto HyPhOE, questo nuovo progetto si concentra sullo sviluppo di sistemi bioibridi che hanno caratteristiche viventi basate su cellule vegetali.

Parole chiave

HyPhOE, tecnologia verde, piante, cambiamenti climatici, fotosintesi, energia, bioibrido, bioelettronica

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