В поиске альтернативных источников энергии исследователи испробовали, казалось бы, все возможные варианты. Однако растения до сих пор интересовали специалистов только как разновидность органического топлива.
Тем не менее, деревья и кустарники вполне способны зарядить ваш мобильный телефон или питать уличное освещение.
Об электрических токах в растениях говорят давно. Электрические явления в живых клетках возникают благодаря перегруппировке положительных и отрицательных ионов по обе стороны клеточной мембраны, и происходит это и в клетках животных, и в клетках растений. Электрические реакции возникают у растений в ответ на самые разные раздражители, от механических до температурных. Можно ли как-то вывести растительное электричество наружу?
Фабиан Медер (Fabian Meder), Барбара Маццолаи (Barbara Mazzolai) и их коллеги из итальянского исследовательского центра IIT обратили внимание на то, что листья растений похожи на трибоэлектрические наногенераторы. Эти устройства вырабатывают электроэнергию за счет трения или соприкосновения пленок из полимеров. Пленки с разными свойствами в наногенераторах расположены как в слоеном пироге. Лист растения выглядит так же. Верхняя и нижняя части листа покрыты кутикулой – слоем воскоподобного вещества, который защищает растение от ультрафиолета и ограничивает испарение влаги. Кутикула почти не проводит ток, а ткани внутри листа насыщены ионами и, наоборот, могут служить чем-то вроде тончайших проводников.
Проверить гипотезу исследователи смогли, подключив к стеблю сорванного листа рододендрона тонкий позолоченный провод. После того, как листа касались полоской полимерного материала, на концах проводов появлялось напряжение. Затем провода и полоски полимера закрепили непосредственно на растении, а ветер создали с помощью вентилятора, поясняют авторы в публикации в Advanced Functional Materials. Эффект оказался таким же, как и с отдельным листом, причем энергии от одного растения оказалось достаточно, чтобы начинал мерцать светодиодный светильник.
В дальнейшем специалисты намерены создать технологию, которая позволит собирать энергию с уличных деревьев и кустарников. Кроме того, исследователи хотят выяснить, служат ли токи внутри растений для коммуникаций между листьями и другими органами. Если это так, деревья вполне можно будет использовать как природные сенсоры, передающие информацию, например, об уровне влажности.
