Tech: pour envoyer des e-mails, des scientifiques se sont servis des épinards

Dans le détail, grâce aux nanotechnologies, des ingénieurs du MIT aux États-Unis ont transformé des plants d’épinards en capteurs capables de détecter des matériaux explosifs. Ces plantes sont ensuite capables de relayer ces informations aux scientifiques et ce, sans fil.

Lorsque les racines des épinards détectent dans les eaux souterraines la présence de nitroaromatiques, un composé que l’on trouve souvent dans les explosifs tels que les mines terrestres, des nanotubes de carbone contenus dans les feuilles de la plante émettent un signal. Ce signal est alors lu par une caméra infrarouge, qui envoie un courriel d’alerte aux scientifiques.

Cette expérience relève d’un domaine de recherche plus large qui consiste à intégrer des composants et des systèmes électroniques dans des plantes. Cette technologie est connue sous le nom de « nanobionique végétale » et consiste dans les faits à donner aux plantes de nouvelles capacités.

« Les plantes sont de très bons analystes chimistes« , explique le professeur Michael Strano, qui a dirigé les recherches. « Elles ont un vaste réseau de racines dans le sol, prélèvent constamment des échantillons d’eau souterraine et ont un moyen de transporter elles-mêmes cette eau jusqu’aux feuilles« .

« C’est une nouvelle démonstration de la façon dont nous avons surmonté la barrière de communication entre la plante et l’homme« , ajoute-t-il.

Potentiel environnemental

Bien que le but initial de cette expérience soit de détecter des explosifs, le Dr Strano et d’autres scientifiques pensent qu’elle pourrait être utilisée pour aider à prévenir les chercheurs de toute pollution et autres conditions environnementales.

En raison de la grande quantité de données que les plantes absorbent à partir de leur environnement, elles sont idéalement positionnées pour surveiller les changements écologiques.

Dans les phases initiales de la recherche nanobionique sur les plantes, le professeur Strano a utilisé des nanoparticules pour transformer les plantes en capteurs de polluants. En modifiant la façon dont des plantes réalisaient la photosynthèse, il a pu leur faire détecter de l’oxyde nitrique, un polluant causé par la combustion.

« Les plantes sont très sensibles à l’environnement« , explique le professeur. « Elles savent qu’il y aura une sécheresse bien avant nous. Elles peuvent détecter de petits changements dans les propriétés du sol et le potentiel hydrique. Si nous exploitons ces pistes de signalisation chimique, il y a une mine d’informations à laquelle nous pouvons accéder« .

Lorsqu’ils ne sont pas occupés à envoyer des courriels aux chercheurs, les épinards semblent également détenir la clé pour faire fonctionner efficacement les piles à combustible.

La force des épinards dans des batteries ?

Des scientifiques de l’American University ont découvert que lorsque les épinards sont transformés en nanofeuilles de carbone, ils peuvent servir de catalyseur pour rendre les batteries métal-air et les piles à combustible plus efficaces.

« Ces travaux suggèrent que des catalyseurs durables peuvent être fabriqués pour une réaction de réduction de l’oxygène à partir de ressources naturelles« , explique le professeur Shouzhong Zou, qui a dirigé l’étude.

Les batteries métal-air sont une alternative plus efficace en termes d’énergie que les batteries lithium-ion, que l’on trouve couramment dans les produits commerciaux comme les smartphones.

Les épinards ont été spécifiquement choisis en raison de leur haute teneur en fer et en azote, deux éléments importants dans les composés qui agissent comme catalyseurs. Les chercheurs ont dû laver, presser et broyer les épinards pour en faire une poudre, les transformant de leur forme comestible en nanofeuilles adaptées au processus.

« La méthode que nous avons testée permet de produire des catalyseurs à base de carbone hautement actifs à partir d’épinards, qui sont une biomasse renouvelable« , ajoute le chimiste. « En fait, nous pensons que cette méthode surpasse même les catalyseurs commerciaux, à base de platine, en termes d’activité et de stabilité« .