Elektronická růže. Kredit: LOE / Linköping University.

Omlouvám se Philipu K. Dickovi za parafrázi názvu jeho knihy z roku 1968, jejíž slávu zastínila legendární filmová adaptace Ridleyho Scotta, známá jako Blade Runner. Ale pokušení bylo příliš silné. To co dokázali bioinženýři z Laboratoře organické elektroniky (LOE) z univerzity ve švédském Linköpingu, si nijak nezadá s androidy, kteří sní o elektrických ovečkách.

Laboratoř organické elektroniky. Magnus Berggren zcela vpravo. Kredit: LOE.

Magnus Berggren a jeho spolupracovníci vzali živé růže a s využitím jejich vodivých pletiv (čili rostlinných cév) a buněk v nich vytvořili komponenty elektronických zařízení. Přísně technicky vzato to samozřejmě nejsou růže – androidi, ale růže – kyborgové, ale to není to hlavní na tomhle výzkumu. Berggren a spol. ve článku, který publikoval časopis Science Advances, předvedli uvnitř živých růží sestrojené elektrické vodiče, logické prvky a dokonce i součásti elektronických displejů. Jestli se neobjeví zásadní problémy, tak bychom se brzy mohli dočkat rozmanitých aplikací organické elektroniky.

Rostliny jsou pozoruhodné organismy, které podobně jako živočichové závisejí na přenosu iontových signálů a působení klíčových hormonů. Potíž je v tom, že rostliny fungují v mnohem pomalejším časovém měřítku, což komplikuje jejich výzkum. Když ale živé rostliny vylepšíme organickou elektronikou, tak se tím možnosti výzkumu rostlin a jejich metabolismu podstatně rozšiřují. Teď také bude možné vyvíjet sofistikované palivové články poháněné fotosyntézou, nové typy senzorů, regulátorů růstu rostlin a další podobná zařízení, které mohou ovlivňovat fungování rostlin. Něco takové zatím nebylo reálné.

V Laboratoři organické elektroniky mají velké plány. Kredit: LOE.

V devadesátých letech  se objevila myšlenka vylepšit elektronikou stromy pěstované pro papírenský průmysl. V Laboratoři organické elektroniky na tom začali pracovat, jejich snahy ale tehdy utnula nedůvěra investorů. Berggren a spol. v roce 2012 získali nezávislé finanční prostředky Nadace Knuta a Alice Wallenbergových, dali dohromady tým a spustili restart projektu bionických rostlin. Jako klíčový se ukázal objev syntetického polymeru PEDOT‑S, který se po dlouhém pátrání stal prvním polymerem schopným vyplnit xylém, tedy vodivá pletiva rostliny, a vytvořit elektrický vodivé prvky o délce až 10 cm. Původní funkce rostlinných vodivých pletiv, totiž transport vody a živin, přitom zůstává zachována.

První vydání knihy P.K. Dicka „Do Androids Dream of Electric Sheep?“. Kredit: Doubleday Science Fiction / Wikimedia Commons.

Badatelé pokračovali dál a s použitím elektrolytu, kterým obklopili část vodivého pletiva vyplněného polymerem PEDOT‑S, vytvořili funkční elektrochemické xylémové tranzistory. Pak použili technologii vakuové infiltrace, která je běžná v biologii rostlin, a s její pomocí propasírovali do listů růže jinou variantu polymeru PEDOT‑S. Tímto způsobem vytvořili fungující pixely a změnili list růže na něco, co se do značné míry podobá displeji. Nakonec vznikla růže, která si směle může říkat „elektronická“.

Podle Berggrena teď výraz „power plant“, který v angličtině znamená „elektrárna“, ale zároveň obsahuje i označení pro rostlinu „plant“, dostane úplně nový, hodně jiskřivý význam. Berggren tomu říká „flower power“ a sní o ovládání fotosyntézy, pěstování zelených antén nebo třeba o výrobě nových sofistikovaných materiálů. Původní příběh Philipa K. Dicka se sice odehrává v roce 1992 a růže nejsou androidi, i tak by se ale Dickovi, který zemřel v roce 1982, mohly elektronické růže líbit.



Literatura
Linköping University 19. 11. 2015, Science Advances 1: e1501136, Wikipedia (Do Androids Dream of Electric Sheep?)