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Così potremo “parlare” con le piante. La nanobionica vegetale, spiegata

Al Mit hanno modificato piante di spinaci introducendo nanotubi di carbonio per trasformarle in sensori di mine e ordigni esplosivi. E’ una rivoluzione: si chiama nanobionica vegetale

Si chiama nanobionica vegetale. Se è la prima volta che ne sentite parlare non preoccupatevi, solo pochissimi centri al mondo ci stanno lavorando. Parliamo di una tecnologia che permetterebbe di far comunicare le piante con noi esseri umani. Prima di spiegare come, cerchiamo tuttavia di capire perché dovrebbe interessarci ascoltare quel che avrebbe da dire la pianta che abbiamo sul balcone.

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Le piante sono estremamente sensibili all’ambiente in cui vivono. Con le loro radici prelevano e analizzano costantemente centinaia di sostanze, sondando il terreno e l’acqua in esso contenuta. Rispondono agli stimoli esterni e sono capaci di adattarsi ad ogni ambiente. E non dimentichiamoci che possono ripararsi da sole, crescere e riprodursi, alimentandosi autonomamente grazie all’energia solare. In poche parole, dei sensori ambientali perfetti.

Così le piante diventano bioniche

La maggior parte delle loro attività sono invisibili ai nostri occhi. C’è però chi ha pensato di usare la tecnologia per rendere comprensibile il mondo delle piante, per connettere i sensi umani con quelli vegetali. Per iniziare una collaborazione che ha tutta l’aria di essere rivoluzionaria in tantissimi campi, tra cui la lotta al terrorismo.

«L’obiettivo della nanobionica vegetale è introdurre nanoparticelle nelle piante per aggiungere loro delle funzioni non native». E’ con queste parole che introduce la ricerca Michael Strano, Professore di Ingegneria Chimica del MIT.

Michael Strano

Michael Strano

Cosa possiamo fare coi nanotubi di carbonio

Nel 2014, Strano e Juan Pablo Giraldo, postdoc del MIT, pubblicarono i risultati del loro primo studio dimostrando che fosse possibile intensificare la fotosintesi nelle piante per trasformarle in sensori di ossido nitrico, introducendo nei loro tessuti dei nanotubi di carbonio progettati per emettere una specifica fluorescenza.

Con una tecnica chiamata infusione vascolare, i nanotubi vengono introdotti nella parte inferiore delle foglie, il mesofillo, dove avviene il grosso della fotosintesi. Qui, rimangono in attesa delle molecole target che la pianta assorbe dall’ambiente con le radici e trasporta al suo interno fino alla foglia in meno di 10 minuti. Quando il nanotubo si lega alla molecola target la sua fluorescenza cambia, emettendo segnali infrarossi. Basta un sensore a infrarossi o anche solo uno smartphone (senza filtro IR) per rilevare il segnale emesso dalle piante bioniche ed il gioco è fatto.

Dalla lotta al terrorismo al monitoraggio ambientale

Dall’ossido nitrico, Strano e Giraldo sono passati a progettare nanotubi per rilevare la presenza di numerose altre molecole tra cui i composti nitroaromatici, rintracciabili nelle mine e negli esplosivi, modificando nuove specie vegetali, come fatto recentemente con gli spinaci. “E’ possibile applicare questa tecnica a qualsiasi pianta” – dichiara infatti Strano.

Le piante bioniche potrebbero essere usate per analizzare terreni minati o come sentinelle biologiche contro attacchi terroristici in zone a rischio. Usate come sensori in tempo reale dei cambiamenti ambientali, permetterebbero anche di valutare il grado di inquinamento o per prevedere siccità imminenti perché capaci di registrare le più piccole variazioni nel terreno e nelle acque. Grazie alle ricerche del MIT avremo la possibilità di trarre una marea di nuove informazioni utili dalle piante. Lontane, lontanissime, dall’idea di “oggetti” statici e passivi sul nostro davanzale.

Valentino Megale
@QuanticMaker

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