Un nuevo material convierte una rosa en una batería

Los dispositivos electrónicos tradicionales envían y procesan señales electrónicas (formadas por electrones). Por su parte, las plantas transportan y manipulan iones y hormonas de crecimiento. ¿Qué pasaría si se fusionaran ambos sistemas? Pues que surge la llamada “electrónica orgánica”, desarrollada a base de polímeros semiconductores (grandes moléculas semiconductoras) introducidos en las plantas.  

De esta manera, pueden combinarse las señales eléctricas con las señales de la propia  planta; así como traducir las señales de la planta en señales electrónicas corrientes. La combinación abre una amplia gama de posibilidades, aún no desarrolladas pero incipientes.   Por ejemplo, algún día podría permitir utilizar la energía de la fotosíntesis para alimentar una célula de combustible o registrar y regular el crecimiento y otras funciones internas de las plantas.   

Hace un par de años, de hecho, un equipo de investigadores del Laboratorio de Electrónica Orgánica de la Universidad de Linköping (Suecia) consiguieron, gracias a la electrónica orgánica y con la ayuda de los canales que distribuyen el agua y los nutrientes en las plantas, que una rosa generase componentes clave de los circuitos electrónicos.

En otras palabras, lograron convertir una rosa en un circuito eléctrico.   Ahora, un miembro de este mismo equipo, Roger Gabrielsson, y su colaboradora Eleni Stavrinidou, han dado un paso adelante más en esta dirección con el desarrollo de un material especialmente diseñado para esta aplicación.

Plantas con mucho potencial

No es la primera vez que se utilizan las plantas para generar energía, aunque los enfoques para lograrlo han sido variados y no siempre han implicado la electrónica orgánica.

Por ejemplo, en 2012, científicos de la Universidad Wageningen, en los Países Bajos, ya crearon una célula de combustible vegetal y microbiana (Plant-Microbial) capaz de generar electricidad a partir de la interacción natural entre las raíces de las plantas vivas y las bacterias del suelo.

Esta célula podía generar 0,4 vatios por metro cuadrado de cultivo de plantas, que es más de lo que genera la fermentación de biomasa. El sistema, además de eficiente, podría llegar a zonas remotas, reducir la presión ambiental y eludir la contaminación del paisaje, afirmaban entonces los autores del avance.

Además, en 2013, investigadores de la Universidad de Georgia (EEUU), crearon una tecnología que implicaba la separación de unas estructuras presentes en las células vegetales llamadas tilacoides, que son responsables de la captura y el almacenamiento de la energía de la luz solar.

Manipulando en concreto las proteínas contenidas en las tilacoides, los científicos lograron interrumpir la vía por la fluyen los electrones.  Por otro lado, estas tilacoides modificadas fueron inmovilizadas en un soporte especialmente diseñado con nanotubos de carbono, que son estructuras cilíndricas unas 50.000 veces más finas que un cabello humano.

Los nanotubos actuaron como un conductor eléctrico, capturando los electrones liberados por el material vegetal y enviándolos por un cable. En experimentos a pequeña escala, este método produjo niveles de corriente eléctrica en órdenes de magnitud mayores que los reportados previamente en sistemas similares. 

​Referencia bibliográfica:

Eleni Stavrinidou, Roger Gabrielsson, K Peter R Nilsson, Sandeep Kumar Singh, Juan Felipe Franco-Gonzalez, Anton V Volkov, Magnus P Jonsson, Andrea Grimoldi, Mathias Elgland, Igor V Zozoulenko, Daniel T Simon and Magnus Berggren. In vivo polymerization and manufacturing of wires and supercapacitors in plants. PNAS (2017). DOI: 10.1073/pnas.1616456114.